一、挖掘机器人分布式控制技术研究（论文文献综述）
崔飞翔[1]（2021）在《挖掘机器人自动控制系统的设计与实现》文中认为目前,液压挖掘机已经成为基建工程和抢险救灾中最重要机械装备之一。由于作业环境恶劣、工作强度高且时常伴有危险,对液压挖掘机范围有着诸多限制。为了提高挖掘机的作业能力和作业效率,智能化已经成为挖掘机发展的大趋势,而实现挖掘机的自动控制是挖掘机智能化最为基本的条件。为了建立一个智能挖掘机器人研究平台以便于开展挖掘机智能化的相关研究,本文以立派PC1012小型液压挖掘机为研究对象,对其液压系统进行改造,设计了小型挖掘机的控制系统,实现了挖掘机的自动控制,并对挖掘轨迹跟踪进行了试验验证。本文的研究内容主要有以下几点:首先,为了实现挖掘机的自动控制,在分析研究智能挖掘机器人研究平台的结构组成和功能要求的基础上,设计了挖掘机器液压系统的改造方案,完成了挖掘机液压系统的改造。然后,根据智能挖掘机器人研究平台的需求,制定了挖掘机器人自动控制系统的设计方案,绘制了控制系统原理图,完成了控制系统的软硬件设计,建立了挖掘机器人自动控制系统。最后,建立挖掘机器人控制系统数学模型,完成PID控制器的设计及其参数的整定,并在此基础上进行了挖掘机的挖掘轨迹跟踪试验。试验结果验证了挖掘机器人研究平台的有效性,为进一步开展挖掘机智能化领域相关科学与技术的研究奠定了基础。
张刚[2]（2020）在《非线性机械系统预设性能控制方法研究》文中认为在综合考虑受控非线性机械系统的建模误差、参数不确定性、执行器故障、外界干扰等因素下,如何实现自主可靠、保瞬态与稳态性能的非线性系统控制在理论和应用上具有重要意义。本文针对非线性单输入单输出/多输入多输出机械系统,在系统未知动力学模型、执行器未知故障以及多源不确定干扰下,以“降低控制器复杂度、提升受控系统瞬态与稳态性能”为主线,开展非线性机械系统的预设性能控制理论与方法研究,主要创新性的研究工作和成果有:（1）针对存在未知非线性模型的单输入单输出机械系统,开展了基于神经网络观测器的预设性能控制方法的研究。首先,通过构造一个径向基神经网络（RBFNN）实现了对系统未知非线性的在线近似,基于RBFNN近似的结果设计了状态观测器,实现了对系统未知状态的在线估计;其次,基于观测器的输出值,在反步法和动态面技术下实现了自适应预设性能控制器的设计,基于Lyapunov稳定性理论分析了控制器和自适应律的稳定性。本文提出的自适应预设性能控制方法在保障追踪误差系统瞬态与稳态性能的前提下,没有用到复杂的误差转化过程,且无需对虚拟控制器进行连续高阶求导,因此控制器的复杂度低,更容易在线获得。最后,通过单个机械臂关节角度稳定和追踪两组算例仿真验证了所提出方法的有效性,实现了对系统未知状态的估计和保瞬态与稳态性能的鲁棒轨迹跟踪控制。（2）针对存在执行器故障的多输入多输出机械系统,开展了自适应容错预设性能控制方法研究。首先,建立了多输入多输出欧拉-拉格朗日型非线性机械系统的模型,给出了系统模型描述和执行器出现故障情况下的模型描述。其次,基于障碍Lyapunov函数对系统状态进行约束处理,并基于反步法进行了自适应容错控制器的设计。同时,基于Lyapunov稳定性理论分析了控制器和自适应律的稳定性。本文提出的方法能够定量化先验设计控制系统的瞬态与稳态性能。此外,在不需要对故障类型参数进行辨识前提下,所设计的低复杂度控制器能够实现对受控系统未知故障的容错控制。最后,进行了二阶机械臂的仿真验证,并将自适应容错预设性能控制方法与现有的鲁棒预设性能控制方法对比分析,仿真结果表明,自适应容错预设性能控制方法在应对系统执行器故障和不确定性干扰方面,控制系统的鲁棒性和追踪精度明显提高,验证了控制方法的优越性。（3）针对多输入多输出机械系统,在未知非线性模型和多源不确定干扰下,基于扩张状态观测器开展了鲁棒预设性能控制方法研究。首先,针对存在的多源干扰和系统未知非线性模型,设计了一个扩张状态观测器对受控系统内部结构不确定参数和多源干扰进行估计;其次,基于估计的结果,采用反步法设计了鲁棒补偿预设性能控制器,同时给出闭环控制系统稳定性证明。本文提出的方法融合扩张状态观测器和预设性能控制方法的优势,能够兼顾预设受控系统的控制性能和干扰抑制。最后,通过对双连杆机械臂系统关节角度稳定和跟踪控制仿真,验证了所提保性能的低复杂度抗干扰控制方法的有效性与鲁棒性。并通过与传统PD控制算法的仿真对比,验证了在多源干扰下,本文提出的鲁棒预设性能控制方法在计算复杂度与PD控制方法相当,但是在瞬态与稳态控制性能上更加优异。（4）针对多个不确定多输入多输出非线性机械系统,开展了一种不依赖系统模型的低复杂度分布式鲁棒预设性能控制方法。首先,给出了分布式机械系统的系统描述以及图论的相关知识,对主从式分布式结构下的广义位置误差进行性能包络设计。其次,在图论相关知识下,利用范数不等式技术和Lyapunov理论设计了不依赖系统模型的低复杂度分布式鲁棒预设性能控制器,给出了闭环控制系统稳定性证明。本文提出的分布式控制方案不需要对受控系统的未知动力学模型进行辨识,即所设计的分布式控制器复杂度低,且能够保障主从分布式跟踪控制的性能。最后,通过对多个机械臂系统关节角度的稳定和追踪控制的仿真,验证了所提方法在保障主从分布式系统追踪性能上的有效性。并通过与分布式PD控制方法进行仿真对比,表明了在相同的计算复杂度和控制输入下,所提出的分布式预设性能控制方法加快受控系统追踪误差收敛速度和提高追踪精度上具有显着优势。该论文有图68幅,参考文献154篇。
宋吉鹤[3]（2019）在《电铲实验平台挖掘轨迹控制研究》文中指出电铲是在露天采矿业中广泛使用的大型矿用设备,在矿物的采掘和装载作业中起着重要的作用。电铲在进行矿物的挖掘时,针对不同形貌的矿堆,按照对应优化的挖掘轨迹进行挖掘,可显着提高电铲挖掘的满斗率、降低能耗。目前,大型矿用电铲由人工操作,由于技术和经验水平的限制,无法控制电铲按照给定的轨迹进行挖掘,从而影响了矿物的采装效率和生产能耗。针对以上问题,本文在电铲实验平台上开展了挖掘轨迹的自动控制研究,具体工作内容如下:（1）进行了电铲实验平台运动学分析,研究了挖掘轨迹的控制方法及执行机构的运动规划方法,实现了对执行机构运动的自动规划。根据电铲实验平台在挖掘过程中的实际运动情况,建立了电铲实验平台的运动学模型,使用D-H法建立起各关节的坐标系,并求解出铲斗齿尖相对于机体的位姿变换矩阵,据此对电铲实验平台进行了正运动学和逆运动学分析;根据运动学分析的结果研究了挖掘轨迹的控制方法和执行机构的运动规划方法,为了提高轨迹控制的精确度,在控制过程中加入了模糊控制算法;在Matlab软件中编写了执行机构的运动规划程序,实现了根据目标挖掘轨迹函数自动规划执行机构的运动。（2）进行了控制系统的总体方案设计,搭建了电铲实验平台挖掘轨迹自动控制系统和遥控系统,开发了人机界面。根据挖掘轨迹的控制方法对轨迹自动控制系统的需求,进行了轨迹自动控制系统硬件的选型及安装,为了验证电铲实验平台对推压运动、提升运动和推压-提升协同运动的可执行性,搭建了遥控系统;使用TIA Portal软件进行了PLC控制程序的编写;在Matlab软件和下位机PLC中分别进行了OPC通讯的配置,实现了将Matlab软件中的运动规划结果发送给下位机PLC;使用Matlab软件的GUI设计功能开发了电铲实验平台的上位机人机界面,实现了通过人机界面进行目标挖掘轨迹的输入和实际挖掘轨迹的显示。（3）开展了电铲实验平台遥控控制和挖掘轨迹自动控制实验。通过遥控控制实验,验证了电铲实验平台对于推压运动、提升运动和推压-提升协同运动的可执行性;在电铲实验平台上进行了16次轨迹自动控制实验,并计算每次实验中实际挖掘轨迹对于目标挖掘轨迹的拟合优度,挖掘轨迹的自动控制实验表明:电铲实验平台可以较为准确的控制目标挖掘轨迹,平均拟合优度为93.79%±0.025,实现了对挖掘轨迹的自动控制。
马建,孙守增,芮海田,王磊,马勇,张伟伟,张维,刘辉,陈红燕,刘佼,董强柱[4]（2018）在《中国筑路机械学术研究综述·2018》文中提出为了促进中国筑路机械学科的发展,从土石方机械、压实机械、路面机械、桥梁机械、隧道机械及养护机械6个方面,系统梳理了国内外筑路机械领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。土石方机械方面综述了推土机、挖掘机、装载机、平地机技术等;压实机械方面综述了静压、轮胎、圆周振动、垂直振动、振荡压路机、冲击压路机、智能压实技术及设备等;路面机械方面综述了沥青混凝土搅拌设备、沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土搅拌设备、水泥混凝土摊铺设备、稳定土拌和设备等;桥梁机械方面综述了架桥机、移动模架造桥机等;隧道机械方面综述了喷锚机械、盾构机等;养护机械方面综述了清扫设备、除冰融雪设备、检测设备、铣刨机、再生设备、封层车、水泥路面修补设备、喷锚机械等。该综述可为筑路机械学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
张慎鹏[5]（2018）在《分布式系统的控制分配技术研究》文中指出分布式控制系统（Distributed Control Systems,DCS）广泛存在于高档机械制造装备、汽车控制系统、工业机器人、液压传动系统等工业控制系统中。近年来,随着“中国制造2025”战略的不断推进,以智能制造为核心的机械制造产业蓬勃发展,具有网络化、信息化、智能化的分布式控制系统在传统制造业内得到了广泛应用。同时,各子系统的协同策略作为DCS设计和分析的关键问题,也成为了当前机电控制领域的研究热点之一。本文基于控制分配策略研究DCS各子系统之间的协同控制技术问题。论文的主要研究工作包括:（1）针对线性参变过驱动系统,考虑时变参量实时摄动给系统性能带来的影响,利用鲁棒优化理论将原始无法求解的控制分配优化问题转化成一个具有成熟求解方法的锥二次凸优化问题,实现了分配过程对时变参量摄动的抑制作用。另外,在考虑执行器故障下,设计了鲁棒控制分配容错算法。最后,通过对线控四轮转向汽车的转向系统仿真分析,结果表明鲁棒控制分配算法能有效降低时变参量摄动和执行电机故障对车辆操纵稳定性的影响,使前后转角分配更为合理,具有更强的鲁棒性。（2）针对DCS系统中各子系统的协作控制问题,考虑子系统的动态特性对DCS协作控制目标的影响,在前述鲁棒控制分配技术研究结果的基础上,设计LMI凸优化问题,获得了满足设定约束目标的动态控制分配增益矩阵,实现了向各子系统控制输入指令优化分配的过程;另外,在考虑部分子系统传感器故障时,设计了 DCS的动态控制分配容错算法,提高了 DCS的容错能力;对液压机四角调平系统的仿真结果表明,本文所提出的动态控制分配算法以及改进容错算法,能够有效抑制各液压子系统压力波动或传感器故障给调平系统带来的不利影响,使各液压子系统配合更加合理,调平精度更高。（3）针对基于上述动态控制分配算法构成的DCS闭环系统稳定性问题,分别利用Lyapunov稳定性理论,小增益理论,耗散理论等得到了 DCS闭环稳定的判别条件;并在具有一定稳定裕度的上层控制律和动态输出反馈上层控制律设计的基础上,得到了DCS闭环系统的稳定性结论。最后对全文的工作进行了总结,并指出了下一步研究的方向。
庄章龙[6]（2014）在《计算机视觉在挖掘机器人目标识别与定位上的研究》文中研究指明挖掘机作为工程建设中的重要设备，在工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、矿山采掘以及军事工程等施工中都起着极为重要的作用。但由于需克服其操作人员工作强度大、工作环境恶劣、有些区域不便靠近等问题，实现挖掘机机器人化一直都是国内外学者研究的热点。近三十年来，随着计算机视觉技术和微电子技术的进一步发展，为挖掘机器人添加功能完善的视觉系统已成为目前学者研究的另外一个热点。本课题在综合分析了计算机视觉在挖掘机器人目标识别与定位上的应用历史和现状后，依托厦工股份的XG806挖掘机这一物理平台，在对其液压系统已进行电液比例改造的基础上为其搭建具有目标识别及定位的视觉系统，以进一步提高其自身的智能化。主要工作如下：1.提出了挖掘机器人试验平台搭建方案,对其视觉系统中的重要部件进行选型与配置，确定出本课题挖掘机器人的目标识别与定位方案。2.对当前应用于挖掘机器人视觉系统上的目标识别算法和目标定位技术进行了分析，针对挖掘机器人目标识别中的图像匹配算法通用性与鲁棒性不强等问题，提出了将尺度不变特征变换（SIFT）图像匹配算法应用于挖掘机器人上。通过SIFT图像匹配算法与经典图像匹配算法提取特征点的对比实验，验证了SIFT图像匹配算法的优越性。3.对SIFT特征描述子进行改进即将原SIFT特征描述子通过高斯核函数以另外一种等价数据表示形式映射到了更高维的特征空间上以使原数据线性可分，然后在该空间上通过求各特征描述子对总特征描述子的贡献率来确定出最能代表原始数据的特征描述子，把数据中存在的“噪声”和“冗余”的数据去除掉。实验表明：改进后的SIFT图像匹配算法缩短了图像匹配时间，获得了更高的匹配精度。4.对Labview建立的挖掘机器人视觉控制系统在目标物发生旋转、比例发生缩放以及光照条件发生改变时无法始终对目标物进行识别与定位的问题，通过Labview中的Matlabscript和Read From Spreadsheet File VI节点调用改进后的SIFT M文件，实现了Labview与Matlab的无缝联接。实验表明：Labview与Matlab混合编程的挖掘机器人视觉控制系统解决了原先Labview视觉系统所存在的问题，其功能更加完善和强大。5.为了实验验证方便，用与挖掘机器人工作装置同功能的机械手来代替挖掘机器人工作装置进行调试与验证，验证了为挖掘机器人搭建具有目标识别及定位的视觉系统将进一步提高其自身的智能化。
戴兴建[7]（2010）在《挖掘机机器人化技术研究》文中指出液压挖掘机是应用最广泛、结构最复杂、产销量最大的工程机械之一。由于普通液压挖掘机的操作人员的工作强度大,工作环境恶劣,所以实现挖掘机的自动化成为当今国内外挖掘机研究的热点。本文依托小松PC02-1小型挖掘机这一物理平台,对挖掘机进行机器人化技术的研究。论文简单介绍了挖掘机电液比例改造的方案及相关重要元器件,设计了挖掘机电液控制系统的数据采集接口箱和控制箱,并搭建了一种基于xPC Target的实时控制平台,给出了该平台的配置方法和工作流程。根据挖掘机器人自身特点建立了挖掘机器人工作装置的运动学模型,推导了挖掘机器人的四自由度拉格朗日动力学方程,并建立了挖掘机器人输出的液压力与液压驱动力矩之间的关系。在油缸空间内采用三次多项式插值法和过路径点的三次多项式插值法对挖掘机器人进行轨迹规划。建立了挖掘机器人电液系统数学模型,采用PID控制方法对所规划好的轨迹进行了单自由度和二自由度仿真和试验,得出了PID控制方法对系统参数变化敏感,鲁棒性差的结论。因此设计了一种模糊自整定PID控制方法来解决这一问题；并进行了仿真和试验研究,发现模糊自整定PID控制在鲁棒性上优于PID控制。为实现挖掘机器人的自主挖掘,设计了一种基于行为的自主控制的体系结构。采用有限状态机思想,基于Stateflow对挖掘工作目标进行分解,利用模糊控制的思想对挖掘机的工作状态进行评估。针对特定的挖掘工作,给出了基于行为的挖掘机器人自主挖掘的工作过程及具体的任务分解方法,通过一个初步试验说明了所设计的挖掘机器人自主挖掘控制方法的可行性。
侯云[8]（2010）在《基于PC02-1小松液压挖掘机的虚拟样机仿真分析研究》文中认为液压挖掘机是结构最复杂、应用最广泛的工程机械之一。液压挖掘机正向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。挖掘机的零部件多,运动方式多,需从整机的角度来评价其性能的优劣。人们已经意识到即使挖掘机的每个零部件都是最优的,也不能保证挖掘机的整体性能是最好的,即系统整体的优化不是所有部件优化的简单叠加。液压挖掘机涉及的学科较多,包括运动学、动力学、液压、流体力学、机电控制、人机交互等,要获取综合最优解不仅需要各学科各专家的共同努力,还需要他们工作上的协同,而可视化设计、虚拟样机技术和并行设计正是解决多专家协同设计的有效途径。挖掘机,作为最重要的工程机械之一,吸引了国内外不少研究者和学术机构运用这种先进的日趋成熟的设计理念对其进行相关研究。虚拟样机技术提供了同时对挖掘机的整体外形、机械系统、液压系统、控制系统等多方面评价的可能,具备了整机性能评估的条件,兼顾了各个学科,真正做到了全系统、全性能的优化。设计人员在虚拟环境中可以真实地模拟挖掘机的各种工作情况,快速分析多种设计方案,设计人员可以完成无数次用物理样机无法进行的危险试验,在整个仿真过程中,可以随时按照优化建议或者市场及用户要求修改参数,反复这个过程直至满意。本文在分析液压挖掘机器人特点的基础上,提出了挖掘机器人虚拟样机的实现平台、框架和步骤,并分析了所应用的关键技术和实现的难点,重点研究了可视化设计、虚拟样机技术和并行设计理念在挖掘机器人化方面的开发应用。首先,研究了液压挖掘机器人各个子系统的建模技术,并建立了这些子系统模型,提出了运用可视化设计、虚拟样机技术和并行设计理念研发新产品的思想和大体实现方法及步骤。在此基础上对液压挖掘机工作装置在典型工况下进行了机械运动学和动力学仿真分析,并通过在本实验室的PC02-1小松液压挖掘机器人上进行大量的实验对仿真结果进行了初步的分析和验证。其次,完成了PC02-1小松液压挖掘机器人虚拟样机的机电液综合建模与协同仿真工作。最后,对关键部件在典型工况下的受力变形情况进行了有限元分析。
彭灿[9]（2007）在《液压挖掘机铲斗轨迹控制器SOC原型研究》文中进行了进一步梳理当今液压挖掘机机器人化已成为国内外研究的热点，并在实际应用中逐步体现出其优势。本文在此背景下，结合最新出现的片上系统（SOC）技术，对液压挖掘机铲斗轨迹控制器原型进行了研究。论文首先对液压挖掘机运动学进行了分析，考虑到采用数字PID控制方法会导致参数调节难度大的缺点，选取基于递推增量控制的轨迹控制算法。在实际控制中液压挖掘机的减压比例阀动态特性可以忽略，因而得到减压比例阀近似电流一流量模型，为半实物仿真中电流到工作装置状态转化提供了理论基础。轨迹控制器本质上属于运动控制器，其设计上采用SOC技术相比传统的嵌入式开发，具有更低的功耗，更高的性价比和更快的上市时间，能提高系统整机的性能，降低了成本和体积。常见的SOC设计方法有基于IP核和基于平台两种，本文对两种方法进行了对比，指出采用基于平台的设计方法，在完全可编程环境下既具有基于平台设计方法的降低设计复杂度的优点，又具有基于IP核设计方法的高灵活性。通过上述分析，本文采用基于平台的SOC设计方法，对液压挖掘机轨迹控制器进行研究。在Altera公司推出的可编程平台Stratix开发板（可配置NiosⅡ软核CPU）上实现了轨迹控制器原型系统：Excavator Controller。根据实际控制需求，采用软硬件协同设计的方法，在SOC开发环境中研究和设计了相关IP核，并将各IP核最终都综合到软核CPU NiosⅡ中，从而Excavator Controller将控制器的绝大部分功能在单个芯片上实现，具有低功耗、小体积等优点。在软件设计中编写了各功能函数和递推增量控制算法程序。为了提高控制的实时性，在系统中移植了μC／OS—Ⅱ嵌入式操作系统进行多任务管理。最后论文采用Visual C++6.0基于OpenGL开发了液压挖掘机虚拟现实VR软件，与轨迹控制器原型共同组成半实物仿真环境。在半实物仿真环境下，对轨迹控制器进行了水平从外向内走直线的实验，通过不断的调整控制参数，最终达到较好的控制效果。
邵力平[10]（2006）在《液压挖掘机器人伺服控制系统研究》文中研究表明本文针对目前挖掘机器人伺服控制精度不高的问题，以浙江大学机械设计研究所自行开发研制的WY3.5型多功能液压挖掘机器人为研究对象进行分析，提出了从单关节伺服控制和多关节协调控制两方面入手来提高铲斗伺服控制精度的方法，并进行了实验验证以及相关实验数据的分析和总结。具体研究工作包括以下四个方面： （1）控制系统建模与分析。将液压挖掘机器人伺服控制系统分为机械和液压两部分进行建模，并着重分析了控制系统中机械部分的参数时变特性以及液压部分流量非线性和耦合特性给控制系统带来的问题。 （2）单关节伺服控制技术研究。提出了将非线性PI控制算法作为挖掘机器人单关节控制的基础算法，并针对具体实验对象作了进一步的改进。最后在MatLab环境下对关节控制系统进行了建模，在此基础上对改进后的非线性PI控制算法进行了仿真分析。 （3）多关节协调控制技术研究。针对挖掘机器人位置伺服控制中，关节间速度不匹配引起的轨迹轮廓误差问题，创新性地提出了一种基于交叉耦合路径预补偿算法的挖掘机器人多关节协调控制方法，并利用MatLab对该控制算法进行了仿真分析。 （4）控制策略实验验证和实验数据分析。针对单关节控制和多关节控制设计了两套实验方案对上述提出的改进型非线性PI控制算法和交叉耦合路径预补偿控制算法进行了全面的实验研究。在对实验数据进行了详细的统计和评价后，最终验证了上述控制算法的有效性和可行性。
二、挖掘机器人分布式控制技术研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、挖掘机器人分布式控制技术研究（论文提纲范文）
（1）挖掘机器人自动控制系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 挖掘机器人液压系统改造 |
| 2.1 挖掘机器人的结构组成与功能要求 |
| 2.2 挖掘机液压系统改造方案 |
| 2.3 主要元器件选型 |
| 2.3.1 比例阀 |
| 2.3.2 多路阀驱动器 |
| 2.3.3 位移传感器 |
| 2.3.4 压力传感器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 挖掘机器人控制系统硬件设计 |
| 3.1 挖掘机器人控制系统设计方案 |
| 3.2 PLC控制系统硬件设计 |
| 3.3 上位机平台构建 |
| 3.4 通信模块 |
| 3.5 控制系统实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 挖掘机器人控制系统软件设计 |
| 4.1 多路阀驱动器模块配置 |
| 4.2 通信模块配置 |
| 4.2.1 上位机与下位机通信配置 |
| 4.2.2 下位机与多路阀驱动模块通信配置 |
| 4.3 PLC控制系统软件设计 |
| 4.3.1 软件开发平台 |
| 4.3.2 控制系统硬件组态 |
| 4.3.3 控制系统程序实现 |
| 4.4 上位机软件设计 |
| 4.4.1 组态连接 |
| 4.4.2 变量连接 |
| 4.4.3 画面设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 挖掘机器人轨迹跟踪试验 |
| 5.1 电液驱动系统数学模型 |
| 5.2 控制系统建模 |
| 5.3 PID控制器设计 |
| 5.4 轨迹跟踪试验 |
| 5.4.1 试验内容及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）非线性机械系统预设性能控制方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 基于状态观测器的单输入单输出机械系统预设性能控制方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单输入单输出机械系统模型描述与基础知识 |
| 2.3 基于状态观测器的自适应预设性能控制方法 |
| 2.4 典型机械臂系统算例仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多输入多输出机械系统的自适应容错预设性能控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多输入多输出机械系统及执行器故障建模 |
| 3.3 自适应容错预设性能控制方法 |
| 3.4 机械臂系统的自适应容错预设性能控制 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多源干扰下的多输入多输出机械系统预设性能控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多输入多输出系统机械模型与问题描述 |
| 4.3 多源干扰下鲁棒预设性能控制方法 |
| 4.4 双连杆机械臂系统仿真算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 分布式机械系统鲁棒预设性能控制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分布式欧拉-拉格朗日系统描述与基础知识 |
| 5.3 分布式鲁棒预设性能控制方法 |
| 5.4 多个机械臂系统算例仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）电铲实验平台挖掘轨迹控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 自动化挖掘技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外自动化挖掘技术研究现状 |
| 1.2.2 国内自动化挖掘技术研究现状 |
| 1.3 本文主要的研究内容 |
| 2 挖掘轨迹的控制方法及执行机构的运动规划 |
| 2.1 电铲实验平台运动学分析 |
| 2.1.1 电铲实验平台硬件结构 |
| 2.1.2 电铲实验平台运动学模型的建立 |
| 2.1.3 电铲实验平台运动学问题求解 |
| 2.1.4 电铲实验平台运动学分析结论 |
| 2.2 挖掘轨迹的函数坐标系和控制方法 |
| 2.2.1 挖掘轨迹函数坐标系的建立 |
| 2.2.2 挖掘轨迹的控制方法 |
| 2.3 模糊控制算法在挖掘轨迹控制中的应用 |
| 2.3.1 模糊控制的基本原理 |
| 2.3.2 挖掘轨迹控制的模糊控制器设计 |
| 2.4 执行机构的运动规划 |
| 2.4.1 执行机构的运动规划方法 |
| 2.4.2 执行机构的运动规划在Matlab中的实现 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 电铲实验平台控制系统的硬件设计及软件实现 |
| 3.1 电铲实验平台控制系统的硬件设计 |
| 3.1.1 控制系统的整体方案设计 |
| 3.1.2 控制系统硬件的选型 |
| 3.1.3 控制系统硬件的安装及连接 |
| 3.2 电铲实验平台下位机软件设计 |
| 3.2.1 下位机PLC程序设计 |
| 3.2.2 下位机PLC传感器数据处理程序设计 |
| 3.2.3 下位机PLC通讯程序设计 |
| 3.2.4 操作舱PLC程序设计 |
| 3.3 OPC通讯的配置及人机界面的开发 |
| 3.3.1 OPC技术在PLC与 Matlab通讯中的应用 |
| 3.3.2 上位机人机界面开发 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 电铲实验平台挖掘轨迹控制的实验验证 |
| 4.1 电铲实验平台遥控控制实验 |
| 4.2 电铲实验平台挖掘轨迹自动控制实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）中国筑路机械学术研究综述·2018（论文提纲范文）
| 索引 |
| 0引言 (长安大学焦生杰教授提供初稿) |
| 1 土石方机械 |
| 1.1 推土机 (长安大学焦生杰教授、肖茹硕士生, 吉林大学赵克利教授提供初稿;长安大学焦生杰教授统稿) |
| 1.1.1 国内外研究现状 |
| 1.1.1. 1 国外研究现状 |
| 1.1.1. 2 中国研究现状 |
| 1.1.2 研究的热点问题 |
| 1.1.3 存在的问题 |
| 1.1.4 研究发展趋势 |
| 1.2 挖掘机 (山河智能张大庆高级工程师团队、华侨大学林添良副教授提供初稿;山河智能张大庆高级工程师统稿) |
| 1.2.1 挖掘机节能技术 (山河智能张大庆高级工程师、刘昌盛博士、郝鹏博士, 华侨大学林添良副教授, 中南大学胡鹏博士生、林贵堃硕士生提供初稿) |
| 1.2.1. 1 传统挖掘机动力总成节能技术 |
| 1.2.1. 2 新能源技术 |
| 1.2.1. 3 混合动力技术 |
| 1.2.2 挖掘机智能化与信息化 (山河智能张大庆高级工程师, 中南大学胡鹏、周烜亦博士生、李志勇、范诗萌硕士生提供初稿) |
| 1.2.2. 1 挖掘机辅助作业技术 |
| 1.2.2. 2 挖掘机故障诊断技术 |
| 1.2.2. 3 挖掘机智能施工技术 |
| 1.2.2. 4 挖掘机远程监控技术 |
| 1.2.2. 5 问题与展望 |
| 1.2.3 挖掘机轻量化与可靠性 (山河智能张大庆高级工程师、王德军副总工艺师, 中南大学刘强博士生、万宇阳硕士生提供初稿) |
| 1.2.3. 1 挖掘机轻量化研究 |
| 1.2.3. 2 挖掘机疲劳可靠性研究 |
| 1.2.3. 3 存在的问题与展望 |
| 1.2.4 挖掘机振动与噪声 (山河智能张大庆高级工程师, 中南大学刘强博士生、万宇阳硕士生提供初稿) |
| 1.2.4. 1 挖掘机振动噪声分类与产生机理 |
| 1.2.4. 2 挖掘机振动噪声信号识别现状和发展趋势 |
| 1.2.4. 3 挖掘机减振降噪技术现状和发展趋势 |
| 1.2.4. 4 挖掘机振动噪声存在问题与展望 |
| 1.3 装载机 (吉林大学秦四成教授, 博士生遇超、许堂虹提供初稿) |
| 1.3.1 装载机冷却系统散热技术研究 |
| 1.3.1. 1 国内外研究现状 |
| 1.3.1. 2 研究发展趋势 |
| 1.3.2 鱼和熊掌兼得的HVT |
| 1.3.2. 1 技术原理及结构特点 |
| 1.3.2. 2 技术优点 |
| 1.3.2. 3 国外研究现状 |
| 1.3.2. 4 中国研究现状 |
| 1.3.2. 5 发展趋势 |
| 1.3.2. 6 展望 |
| 1.4 平地机 (长安大学焦生杰教授、赵睿英高级工程师提供初稿) |
| 1.4.1 平地机销售情况与核心技术构架 |
| 1.4.2 国外平地机研究现状 |
| 1.4.2. 1 高效的动力传动技术 |
| 1.4.2. 2 变功率节能技术 |
| 1.4.2. 3 先进的工作装置电液控制技术 |
| 1.4.2. 4 操作方式与操作环境的人性化 |
| 1.4.2. 5 转盘回转驱动装置过载保护技术 |
| 1.4.2. 6 控制系统与作业过程智能化 |
| 1.4.2. 7 其他技术 |
| 1.4.3 中国平地机研究现状 |
| 1.4.4 存在问题 |
| 1.4.5 展望 |
| 2压实机械 |
| 2.1 静压压路机 (长安大学沈建军高级工程师提供初稿) |
| 2.1.1 国内外研究现状 |
| 2.1.2 存在问题及发展趋势 |
| 2.2 轮胎压路机 (黑龙江工程学院王强副教授提供初稿) |
| 2.2.1 国内外研究现状 |
| 2.2.2 热点研究方向 |
| 2.2.3 存在的问题 |
| 2.2.4 研究发展趋势 |
| 2.3 圆周振动技术 (长安大学沈建军高级工程师提供初稿) |
| 2.3.1 国内外研究现状 |
| 2.3.1. 1 双钢轮技术研究进展 |
| 2.3.1. 2 单钢轮技术研究进展 |
| 2.3.2 热点问题 |
| 2.3.3 存在问题 |
| 2.3.4 发展趋势 |
| 2.4 垂直振动压路机 (合肥永安绿地工程机械有限公司宋皓总工程师提供初稿) |
| 2.4.1 国内外研究现状 |
| 2.4.2 存在的问题 |
| 2.4.3 热点研究方向 |
| 2.4.4 研究发展趋势 |
| 2.5 振动压路机 (建设机械技术与管理杂志社万汉驰高级工程师提供初稿) |
| 2.5.1 国内外研究现状 |
| 2.5.1. 1 国外振动压路机研究历史与现状 |
| 2.5.1. 2 中国振动压路机研究历史与现状 |
| 2.5.1. 3 特种振动压实技术与产品的发展 |
| 2.5.2 热点研究方向 |
| 2.5.2. 1 控制技术 |
| 2.5.2. 2 人机工程与环保技术 |
| 2.5.2. 3 特殊工作装置 |
| 2.5.2. 4 振动力调节技术 |
| 2.5.2. 4. 1 与振动频率相关的调节技术 |
| 2.5.2. 4. 2 与振幅相关的调节技术 |
| 2.5.2. 4. 3 与振动力方向相关的调节技术 |
| 2.5.2. 5 激振机构优化设计 |
| 2.5.2. 5. 1 无冲击激振器 |
| 2.5.2. 5. 2 大偏心矩活动偏心块设计 |
| 2.5.2. 5. 3 偏心块形状优化 |
| 2.5.3 存在问题 |
| 2.5.3. 1 关于名义振幅的概念 |
| 2.5.3. 2 关于振动参数的设计与标注问题 |
| 2.5.3. 3 振幅均匀性技术 |
| 2.5.3. 4 起、停振特性优化技术 |
| 2.5.4 研究发展方向 |
| 2.6 冲击压路机 (长安大学沈建军高级工程师提供初稿) |
| 2.6.1 国内外研究现状 |
| 2.6.2 研究热点 |
| 2.6.3 主要问题 |
| 2.6.4 发展趋势 |
| 2.7 智能压实技术及设备 (西南交通大学徐光辉教授, 长安大学刘洪海教授、贾洁博士生, 国机重工 (洛阳) 建筑机械有限公司韩长太副总经理提供初稿;西南交通大学徐光辉教授统稿) |
| 2.7.1 国内外研究现状 |
| 2.7.2 热点研究方向 |
| 2.7.3 存在的问题 |
| 2.7.4 研究发展趋势 |
| 3路面机械 |
| 3.1 沥青混凝土搅拌设备 (长安大学谢立扬高级工程师、张晨光博士生、赵利军副教授提供初稿) |
| 3.1.1 国内外能耗研究现状 |
| 3.1.1. 1 烘干筒 |
| 3.1.1. 2 搅拌缸 |
| 3.1.1. 3 沥青混合料生产工艺与管理 |
| 3.1.2 国内外环保研究现状 |
| 3.1.2. 1 环保的宏观管理 |
| 3.1.2. 2 沥青烟 |
| 3.1.2. 3 排放因子 |
| 3.1.3 存在的问题 |
| 3.1.4 未来研究趋势 |
| 3.2 沥青混凝土摊铺机 (长安大学焦生杰教授、周小浩硕士生提供初稿) |
| 3.2.1 沥青混凝土摊铺机近几年销售情况 |
| 3.2.2 国内外研究现状 |
| 3.2.2. 1 国外沥青混凝土摊铺机发展现状 |
| 3.2.2. 2 中国沥青混凝土摊铺机的发展现状 |
| 3.2.2. 3 国内外行驶驱动控制技术 |
| 3.2.2. 4 国内外智能化技术 |
| 3.2.2. 5 国内外自动找平技术 |
| 3.2.2. 6 振捣系统的研究 |
| 3.2.2. 7 国内外熨平板的研究 |
| 3.2.2. 8 国内外其他技术的研究 |
| 3.2.3 存在的问题 |
| 3.2.4 研究的热点方向 |
| 3.2.5 发展趋势与展望 |
| 3.3 水泥混凝土搅拌设备 (长安大学赵利军副教授、冯忠绪教授、赵凯音博士生提供初稿;长安大学赵利军副教授统稿) |
| 3.3.1 国内外研究现状 |
| 3.3.1. 1 搅拌机 |
| 3.3.1. 2 振动搅拌技术 |
| 3.3.1. 3 搅拌工艺 |
| 3.3.1. 4 搅拌过程监控技术 |
| 3.3.2 存在问题 |
| 3.3.3 总结与展望 |
| 3.4 水泥混凝土摊铺设备 (长安大学胡永彪教授提供初稿) |
| 3.4.1 国内外研究现状 |
| 3.4.1. 1 作业机理 |
| 3.4.1. 2 设计计算 |
| 3.4.1. 3 控制系统 |
| 3.4.1. 4 施工技术 |
| 3.4.2 热点研究方向 |
| 3.4.3 存在的问题 |
| 3.4.4 研究发展趋势[466] |
| 3.5 稳定土厂拌设备 (长安大学赵利军副教授、李雅洁研究生提供初稿) |
| 3.5.1 国内外研究现状 |
| 3.5.1. 1 连续式搅拌机与搅拌工艺 |
| 3.5.1. 2 振动搅拌技术 |
| 3.5.2 存在问题 |
| 3.5.3 总结与展望 |
| 4桥梁机械 |
| 4.1 架桥机 (石家庄铁道大学邢海军教授提供初稿) |
| 4.1.1 公路架桥机的分类及结构组成 |
| 4.1.2 架桥机主要生产厂家及其典型产品 |
| 4.1.2. 1 郑州大方桥梁机械有限公司 |
| 4.1.2. 2 邯郸中铁桥梁机械设备有限公司 |
| 4.1.2. 3 郑州市华中建机有限公司 |
| 4.1.2. 4 徐州徐工铁路装备有限公司 |
| 4.1.3 大吨位公路架桥机 |
| 4.1.3. 1 LGB1600型导梁式架桥机 |
| 4.1.3. 2 TLJ1700步履式架桥机 |
| 4.1.3. 3 架桥机的规范与标准 |
| 4.1.4 发展趋势 |
| 4.1.4. 1 自动控制技术的应用 |
| 4.1.4. 2 智能安全监测系统的应用 |
| 4.1.4. 3 故障诊断技术的应用 |
| 4.2 移动模架造桥机 (长安大学吕彭民教授、陈一馨讲师, 山东恒堃机械有限公司秘嘉川工程师、王龙奉工程师提供初稿;长安大学吕彭民教授统稿) |
| 4.2.1 移动模架造桥机简介 |
| 4.2.1. 1 移动模架造桥机的分类及特点 |
| 4.2.1. 2 移动模架主要构造及其功能 |
| 4.2.1. 3 移动模架系统的施工原理与工艺流程 |
| 4.2.2 国内外研究现状 |
| 4.2.2. 1 国外研究状况 |
| 4.2.2. 2 国内研究状况 |
| 4.2.3 中国移动模架造桥机系列创新及存在的问题 |
| 4.2.3. 1 中国移动模架造桥机系列创新 |
| 4.2.3. 2 中国移动模架存在的问题 |
| 4.2.4 研究发展的趋势 |
| 5隧道机械 |
| 5.1 喷锚机械 (西安建筑科技大学谷立臣教授、孙昱博士生提供初稿) |
| 5.1.1 国内外研究现状 |
| 5.1.1. 1 混凝土喷射机 |
| 5.1.1. 2 锚杆钻机 |
| 5.1.2 存在的问题 |
| 5.1.3 热点及研究发展方向 |
| 5.2 盾构机 (中南大学易念恩实验师, 长安大学叶飞教授, 中南大学王树英副教授、夏毅敏教授提供初稿) |
| 5.2.1 盾构机类型 |
| 5.2.1. 1 国内外发展现状 |
| 5.2.1. 2 存在的问题与研究热点 |
| 5.2.1. 3 研究发展趋势 |
| 5.2.2 盾构刀盘 |
| 5.2.2. 1 国内外研究现状 |
| 5.2.2. 2 热点研究方向 |
| 5.2.2. 3 存在的问题 |
| 5.2.2. 4 研究发展趋势 |
| 5.2.3 盾构刀具 |
| 5.2.3. 1 国内外研究现状 |
| 5.2.3. 2 热点研究方向 |
| 5.2.3. 3 存在的问题 |
| 5.2.3. 4 研究发展趋势 |
| 5.2.4 盾构出渣系统 |
| 5.2.4. 1 螺旋输送机 |
| 5.2.4. 2 泥浆输送管路 |
| 5.2.5 盾构渣土改良系统 |
| 5.2.5. 1 国内外发展现状 |
| 5.2.5. 2 存在问题与研究热点 |
| 5.2.5. 3 研究发展趋势 |
| 5.2.6 壁后注浆系统 |
| 5.2.6. 1 国内外发展现状 |
| 5.2.6. 2 研究热点方向 |
| 5.2.6. 3 存在的问题 |
| 5.2.6. 4 研究发展趋势 |
| 5.2.7 盾构检测系统 |
| 5.2.7. 1 国内外研究现状 |
| 5.2.7. 2 热点研究方向 |
| 5.2.7. 3 存在的问题 |
| 5.2.7. 4 研究发展趋势 |
| 5.2.8 盾构推进系统 |
| 5.2.8. 1 国内外研究现状 |
| 5.2.8. 2 热点研究方向 |
| 5.2.8. 3 存在的问题 |
| 5.2.8. 4 研究发展趋势 |
| 5.2.9 盾构驱动系统 |
| 5.2.9. 1 国内外研究现状 |
| 5.2.9. 2 热点研究方向 |
| 5.2.9. 3 存在的问题 |
| 5.2.9. 4 研究发展趋势 |
| 6养护机械 |
| 6.1 清扫设备 (长安大学宋永刚教授提供初稿) |
| 6.1.1 国外研究现状 |
| 6.1.2 热点研究方向 |
| 6.1.2. 1 单发动机清扫车 |
| 6.1.2. 2 纯电动清扫车 |
| 6.1.2. 3 改善人机界面向智能化过渡 |
| 6.1.3 存在的问题 |
| 6.1.3. 1 整车能源效率偏低 |
| 6.1.3. 2 作业效率低 |
| 6.1.3. 3 除尘效率低 |
| 6.1.3. 4 静音水平低 |
| 6.1.4 研究发展趋势 |
| 6.1.4. 1 节能环保 |
| 6.1.4. 2 提高作业性能及效率 |
| 6.1.4. 3 提高自动化程度及路况适应性 |
| 6.2 除冰融雪设备 (长安大学高子渝副教授、吉林大学赵克利教授提供初稿;长安大学高子渝副教授统稿) |
| 6.2.1 国内外除冰融雪设备研究现状 |
| 6.2.1. 1 融雪剂撒布机 |
| 6.2.1. 2 热力法除冰融雪机械 |
| 6.2.1. 3 机械法除冰融雪机械 |
| 6.2.1. 4 国外除冰融雪设备技术现状 |
| 6.2.1. 5 中国除冰融雪设备技术现状 |
| 6.2.2 中国除冰融雪机械存在的问题 |
| 6.2.3 除冰融雪机械发展趋势 |
| 6.3 检测设备 (长安大学叶敏教授、张军讲师提供初稿) |
| 6.3.1 路面表面性能检测设备 |
| 6.3.1. 1 国外路面损坏检测系统 |
| 6.3.1. 2 中国路面损坏检测系统 |
| 6.3.2 路面内部品质的检测设备 |
| 6.3.2. 1 新建路面质量评价设备 |
| 6.3.2. 2 砼路面隐性病害检测设备 |
| 6.3.2. 3 沥青路面隐性缺陷的检测设备 |
| 6.3.3 研究热点与发展趋势 |
| 6.4 铣刨机 (长安大学胡永彪教授提供初稿) |
| 6.4.1 国内外研究现状 |
| 6.4.1. 1 铣削转子动力学研究 |
| 6.4.1. 2 铣削转子刀具排列优化及刀具可靠性研究 |
| 6.4.1. 3 铣刨机整机参数匹配研究 |
| 6.4.1. 4 铣刨机转子驱动系统研究 |
| 6.4.1. 5 铣刨机行走驱动系统研究 |
| 6.4.1. 6 铣刨机控制系统研究 |
| 6.4.1. 7 铣刨机路面工程应用研究 |
| 6.4.2 热点研究方向 |
| 6.4.3 存在的问题 |
| 6.4.4 研究发展趋势 |
| 6.4.4. 1 整机技术 |
| 6.4.4. 2 动力技术 |
| 6.4.4. 3 传动技术 |
| 6.4.4. 4 控制与信息技术 |
| 6.4.4. 5 智能化技术 |
| 6.4.4. 6 环保技术 |
| 6.4.4. 7 人机工程技术 |
| 6.5 再生设备 (长安大学顾海荣、马登成副教授提供初稿;顾海荣副教授统稿) |
| 6.5.1 厂拌热再生设备 |
| 6.5.1. 1 国内外研究现状 |
| 6.5.1. 2 热点研究方向 |
| 6.5.1. 3 存在的问题 |
| 6.5.1. 4 研究发展趋势 |
| 6.5.2 就地热再生设备 |
| 6.5.2. 1 国内外研究现状 |
| 6.5.2. 2 热点研究方向 |
| 6.5.2. 3 存在的问题 |
| 6.5.2. 4 研究发展趋势 |
| 6.5.3 冷再生设备 |
| 6.5.3. 1 国内外研究现状 |
| 6.5.3. 2 热点研究方向 |
| 6.6 封层车 (长安大学焦生杰教授、杨光兴硕士生提供初稿) |
| 6.6.1 前言 |
| 6.6.2 同步碎石封层技术与设备 |
| 6.6.2. 1 同步碎石封层技术简介 |
| 6.6.2. 2 国外研究现状 |
| 6.6.2. 3 中国研究现状 |
| 6.6.2. 4 研究方向 |
| 6.6.2. 5 存在的问题 |
| 6.6.3 稀浆封层技术与设备 |
| 6.6.3. 1 稀浆封层技术简介 |
| 6.6.3. 2 国外研究现状 |
| 6.6.3. 3 中国发展现状 |
| 6.6.3. 4 热点研究方向 |
| 6.6.3. 5 存在的问题 |
| 6.6.4 雾封层技术与设备 |
| 6.6.4. 1 雾封层技术简介 |
| 6.6.4. 2 国外发展现状 |
| 6.6.4. 3 中国发展现状 |
| 6.6.4. 4 热点研究方向 |
| 6.6.4. 5 存在的问题 |
| 6.6.5 研究发展趋势 |
| 6.7 水泥路面修补设备 (长安大学叶敏教授、窦建明博士生提供初稿) |
| 6.7.1 技术简介 |
| 6.7.1. 1 施工技术 |
| 6.7.1. 2 施工机械 |
| 6.7.1. 3 共振破碎机工作原理 |
| 6.7.2 共振破碎机研究现状 |
| 6.7.2. 1 国外研究发展现状 |
| 6.7.2. 2 中国研究发展现状 |
| 6.7.3 研究热点及发展趋势 |
| 6.7.3. 1 研究热点 |
| 6.7.3. 2 发展趋势 |
| 7 结语 (长安大学焦生杰教授提供初稿) |
（5）分布式系统的控制分配技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 问题的提出 |
| 1.2.1 工业需求 |
| 1.2.2 理论研究问题要点 |
| 1.2.3 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状及分析 |
| 1.3.1 分布式控制系统研究现状及热点方向 |
| 1.3.2 控制分配技术研究现状及发展方向 |
| 1.4 论文研究的内容及贡献 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 主要贡献 |
| 2 控制分配技术的理论基础 |
| 2.1 过驱动分层控制结构 |
| 2.2 几种传统控制分配算法的建立 |
| 2.2.1 直接控制分配算法 |
| 2.2.2 伪逆控制分配及其改进算法 |
| 2.2.3 二次规划控制分配算法 |
| 2.3 基于控制分配算法的示例分析 |
| 2.3.1 系统模型 |
| 2.3.2 基于最优控制的综合设计 |
| 2.3.3 基于控制分配的分层设计 |
| 2.3.4 仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 一类线性参变过驱动系统的鲁棒控制分配算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 鲁棒控制分配算法 |
| 3.4 执行器故障下鲁棒控制分配容错算法 |
| 3.5 线控四轮转向系统鲁棒控制分配算法的实现 |
| 3.5.1 车辆转向系统模型 |
| 3.5.2 系统时变参量不确定性的描述及车辆工况的设定 |
| 3.5.3 车辆转向系统控制分配过程仿真 |
| 3.5.4 车辆转向系统的闭环仿真 |
| 3.6 线控四轮转向系统鲁棒控制分配容错算法的实现 |
| 3.6.1 车辆转向系统误差动态模型 |
| 3.6.2 基本控制律的设计 |
| 3.6.3 仿真结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 一类分布式控制系统的动态控制分配算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.2.1 系统描述 |
| 4.2.2 控制分配增广模型的建立及分析 |
| 4.3 动态控制分配算法 |
| 4.4 子系统故障下的动态控制分配容错算法 |
| 4.5 液压机四角调平系统动态控制分配及其改进容错算法的实现 |
| 4.5.1 液压机四角调平系统模型 |
| 4.5.2 仿真结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于控制分配的分布式控制系统闭环稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 稳定性分析理论基础 |
| 5.2.1 基于耗散理论的DCS闭环稳定性分析 |
| 5.2.2 小增益及ISS理论的DCS闭环稳定性分析 |
| 5.2.3 建立DCS系统整体闭环模型研究其稳定性 |
| 5.3 主要结果 |
| 5.3.1 具有稳定裕度上层控制律的DCS闭环稳定性 |
| 5.3.2 动态输出反馈上层控制律下的DCS闭环稳定性 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）计算机视觉在挖掘机器人目标识别与定位上的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.1.1 挖掘机器人的研究背景与意义 |
| 1.1.2 计算机视觉技术概述 |
| 1.2 国内外计算机视觉技术在挖掘机器人目标识别与定位中的应用现状 |
| 1.3 计算机视觉技术应用在挖掘机器人目标识别与定位中存在的问题 |
| 1.4 本课题的提出及主要内容 |
| 第2章 挖掘机器人试验平台搭建方案 |
| 2.1 液压挖掘机改造方案及其主要任务 |
| 2.2 搭建挖掘机器人视觉系统硬件方案 |
| 2.2.1 光源照明系统 |
| 2.2.2 摄像头 |
| 2.2.3 图像采集卡及硬件处理器的选定 |
| 2.2.4 执行机构 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 挖掘机器人视觉系统的目标识别与定位技术研究 |
| 3.1 挖掘机器人视觉系统的目标识别技术研究 |
| 3.1.1 挖掘机器人视觉系统的目标识别技术分析 |
| 3.1.2 预处理 |
| 3.1.3 经典角点提取算法 |
| 3.1.4 SIFT 特征点提取算法 |
| 3.1.5 经典角点提取算法与 SIFT 特征点提取对比结果的分析与讨论 |
| 3.1.6 SIFT 特征点匹配及匹配结果的分析与讨论 |
| 3.2 基于 SIFT 改进的目标匹配算法 |
| 3.2.1 PCA 算法与 KPCA 算法 |
| 3.2.2 KPCA-SIFT 特征描述子的构造 |
| 3.2.3 SIFT、PCA-SIFT、KPCA-SIFT 三种算法的匹配结果对比 |
| 3.2.4 实验对比结果的分析与讨论 |
| 3.3 挖掘机器人视觉系统的目标定位技术研究 |
| 3.3.1 挖掘机器人视觉系统的目标定位技术分析 |
| 3.3.2 单目定位技术 |
| 3.3.3 多目定位技术 |
| 3.3.4 多传感器融合定位技术 |
| 3.4 本课题挖掘机器人视觉系统的目标识别与定位方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 挖掘机器人视觉系统的目标识别与定位软件设计 |
| 4.1 挖掘机器人视觉系统编程软件的选择与要求 |
| 4.2 基于 Labview 编程的挖掘机器人目标识别与定位系统 |
| 4.2.1 Labview 软件简介 |
| 4.2.2 基于 Labview 编程的挖掘机器人目标识别与定位系统 |
| 4.3 基于 Labview 编程的挖掘机器人目标识别与定位系统存在的问题 |
| 4.4 基于 Labview 与 Matlab 混合编程的方法 |
| 4.4.1 基于 Matlab Script 节点的方法 |
| 4.4.2 基于 COM 组件技术的方法 |
| 4.5 基于 Labview 与 Matlab 混合编程方法的结果分析与讨论 |
| 4.5.1 基于 Matlab script 和 Read From Spreadsheet File VI 的新方法 |
| 4.6 本课题挖掘机器人视觉系统的目标识别与定位软件设计方案 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 挖掘机器人目标识别与定位方案调试验证 |
| 5.1 挖掘机器人同功能性平台搭建 |
| 5.2 六自由度机械手控制原理分析 |
| 5.2.1 六自由度机械手控制原理 |
| 5.2.2 基于 D-H 法的机械手运动学描述 |
| 5.3 验证的目的 |
| 5.4 验证的内容 |
| 5.5 验证的结果分析与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 研究总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的学术论文 |
（7）挖掘机机器人化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 课题研究的国内外发展现状 |
| 1.2.1 挖掘机的轨迹规划级研究 |
| 1.2.2 挖掘机的任务规划级研究 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 挖掘机机器人化改造平台介绍 |
| 2.1 电液比例改造 |
| 2.1.1 电液比例改造原理 |
| 2.1.2 电液比例换向阀 |
| 2.1.3 电液比例放大器 |
| 2.2 挖掘机器人用传感器 |
| 2.2.1 倾角传感器 |
| 2.2.2 压力变送器 |
| 2.3 接口箱设计 |
| 2.4 控制箱设计 |
| 2.5 基于xPC Target的控制平台的搭建 |
| 2.5.1 实时工具RTW |
| 2.5.2 基于xPC Target控制平台 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 挖掘机器人工作装置的运动学及动力学分析 |
| 3.1 挖掘机器人工作装置的运动学分析 |
| 3.1.1 工作装置的运动学正解 |
| 3.1.2 工作装置的运动学反解 |
| 3.2 挖掘机器人工作装置的动力学分析 |
| 3.3 挖掘机器人工作装置的液压力与力矩 |
| 3.3.1 动臂关节液压驱动力与力矩的关系 |
| 3.3.2 斗杆关节液压驱动力与力矩的关系 |
| 3.3.3 铲斗关节液压驱动力与力矩的关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 挖掘机器人工作装置的轨迹控制 |
| 4.1 挖掘机器人工作装置的轨迹规划 |
| 4.1.1 工作装置的轨迹规划空间的选择 |
| 4.1.2 油缸空间的多项式插值 |
| 4.1.3 挖掘机器人的单自由度和二自由度轨迹规划 |
| 4.2 挖掘机器人工作装置轨迹的PID控制 |
| 4.2.1 挖掘机器人工作装置轨迹的PID控制仿真 |
| 4.2.2 挖掘机器人工作装置轨迹的PID控制试验 |
| 4.3 挖掘机器人工作装置的模糊自整定PID控制 |
| 4.3.1 模糊控制的基本理论 |
| 4.3.2 挖掘机器人工作装置轨迹的模糊自整定PID控制 |
| 4.3.3 挖掘机器人工作装置轨迹的模糊自整定PID控制仿真 |
| 4.3.4 挖掘机器人工作装置轨迹的模糊自整定PID控制试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于行为的挖掘机器人自主挖掘控制 |
| 5.1 智能机器人理论 |
| 5.1.1 分级范式 |
| 5.1.2 反应范式 |
| 5.1.3 慎思/反应混合范式 |
| 5.2 挖掘机器人自主挖掘控制结构 |
| 5.2.1 智能控制范式的选择 |
| 5.2.2 行为 |
| 5.2.3 有限状态机与Stateflow |
| 5.2.4 任务分解 |
| 5.2.5 状态评估 |
| 5.2.6 基于行为的挖掘机器人自主挖掘控制 |
| 5.3 基于行为的挖掘机器人自主挖掘控制初步试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）基于PC02-1小松液压挖掘机的虚拟样机仿真分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 虚拟样机技术概述 |
| 1.1.1 虚拟样机技术的提出和相关概念 |
| 1.1.2 虚拟样机技术的优点 |
| 1.1.3 虚拟样机技术的研究和应用 |
| 1.2 液压挖掘机的发展动态与研究现状 |
| 1.2.1 国外的研究现状与发展动态 |
| 1.2.2 国内的研究现状与发展动态 |
| 1.3 挖掘机器人开发与虚拟样机技术 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 PC02-1小松挖掘机虚拟样机技术的开发平台和研究策略 |
| 2.1 液压挖掘机概述 |
| 2.1.1 多斗挖掘机 |
| 2.1.2 单斗挖掘机 |
| 2.2 液压挖掘机系统组成及其功能介绍 |
| 2.2.1 动力系统 |
| 2.2.2 机械系统 |
| 2.2.3 液压系统 |
| 2.2.4 控制系统 |
| 2.3 液压挖掘机虚拟样机开发的关键技术和软件支撑 |
| 2.3.1 液压挖掘机虚拟样机开发的关键技术 |
| 2.3.2 液压挖掘机虚拟样机开发的软件支撑 |
| 2.4 ADAMS软件简介 |
| 2.4.1 ADAMS软件概述 |
| 2.4.2 ADAMS软件模块介绍 |
| 2.5 虚拟样机建模和仿真的基本步骤 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 PC02-1小松挖掘机实体模型的构建 |
| 3.1 Pro/ENGINEER简介 |
| 3.2 实体模型的建立 |
| 3.2.1 关键零部件的三维造型 |
| 3.2.2 整机装配 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 PC02-1小松挖掘机虚拟样机仿真分析 |
| 4.1 仿真分析概述 |
| 4.1.1 仿真分析类型 |
| 4.1.2 仿真分析方式 |
| 4.2 PC02-1小松挖掘机虚拟样机的构建 |
| 4.2.1 导入小松液压挖掘机三维模型 |
| 4.2.2 构建虚拟样机 |
| 4.3 工作装置的运动轨迹 |
| 4.3.1 基本挖掘方式 |
| 4.3.2 绘制挖掘包络曲线 |
| 4.4 虚拟样机仿真分析 |
| 4.4.1 挖掘机器人工作环境模型 |
| 4.4.2 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 机电液综合建模与协同仿真 |
| 5.1 综合建模与协同仿真概述 |
| 5.1.1 Matlab简介 |
| 5.1.2 SIMULINK简介 |
| 5.2 液压系统模型的搭建 |
| 5.2.1 液压模块(ADAMS/Hydraulics)简介 |
| 5.2.2 搭建液压系统模型 |
| 5.3 控制系统模型的搭建 |
| 5.3.1 控制模块(ADAMS/Controls)简介 |
| 5.3.2 搭建控制系统模型 |
| 5.4 协同仿真 |
| 5.4.1 确定输入输出状态变量 |
| 5.4.2 导出控制参数 |
| 5.4.3 导入ADAMS子系统模型 |
| 5.4.4 联合仿真模块的建立 |
| 5.4.5 仿真结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 PC02-1小松挖掘机工作装置有限元分析 |
| 6.1 有限元分析概述 |
| 6.2 ANSYS简介 |
| 6.3 PC02-1小松挖掘机反铲工作装置的有限元分析 |
| 6.3.1 选择分析工况 |
| 6.3.2 动臂有限元分析 |
| 6.3.3 斗杆有限元分析 |
| 6.3.4 铲斗有限元分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）液压挖掘机铲斗轨迹控制器SOC原型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题来源及研究意义 |
| 1.3 国内外挖掘机自动化研究概况 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 液压挖掘机自动化控制器的发展趋势 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 液压挖掘机轨迹控制器控制算法 |
| 2.1 液压挖掘机运动学模型 |
| 2.2 挖掘机器人轨迹控制策略 |
| 2.3 减压比例阀电流-流量模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 轨迹控制器原型设计方案研究 |
| 3.1 方案简介 |
| 3.2 SOC设计方法选择 |
| 3.2.1 基于IP核的SOC设计方法 |
| 3.2.2 基于平台的SOC设计方法 |
| 3.3 开发环境及开发流程 |
| 3.3.1 硬件开发环境 |
| 3.2.2 整合开发环境和开发流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 轨迹控制器SOC原型系统实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统功能模块划分 |
| 4.3 控制器计算控制处理单元模块实现 |
| 4.3.1 Nios Ⅱ嵌入式处理器配置 |
| 4.3.2 存储组件及接口配置 |
| 4.3.3 定时器单元配置及软件编程 |
| 4.4 I/O接口模块的实现 |
| 4.4.1 控制器内部接口单元及软件编程 |
| 4.4.2 板外I/O接口硬件电路设计 |
| 4.5 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统在控制器中的应用 |
| 4.6 系统综合及控制算法的实现 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 半实物仿真实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 半实物仿真实验平台搭建 |
| 5.3 虚拟现实VR软件的实现及测试 |
| 5.3.1 VR软件实现 |
| 5.3.2 主要软件开发技术及软件测试 |
| 5.4 仿真实验调试 |
| 5.5 半实物仿真结论 |
| 5.6 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统实时性实验分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
| 附录A 液压挖掘机运动学与动力学模型参数 |
| 附录B Nios Ⅱ软核处理器框图 |
| 致谢 |
（10）液压挖掘机器人伺服控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 挖掘机器人伺服控制的发展状况 |
| 1.2.1 国外挖掘机器人伺服控制的发展状况 |
| 1.2.2 国内挖掘机器人伺服控制的发展状况 |
| 1.3 课题提出的意义和课题研究内容 |
| 第二章 挖掘机伺服控制系统分析和建模 |
| 2.1 挖掘机器人机械部分分析与建模 |
| 2.1.1 运动学模型 |
| 2.1.2 动力学模型 |
| 2.2 挖掘机器人液压部分分析与建模 |
| 2.2.1 一泵一缸液压系统建模与分析 |
| 2.2.2 一泵两缸液压系统建模与分析 |
| 2.2.3 液压系统中的非线性特性 |
| 第三章 挖掘机器人单关节伺服控制技术研究 |
| 3.1 挖掘机器人理想轨迹跟踪方式研究 |
| 3.2 非线性PI控制算法 |
| 3.3 非线性PI控制算法的改进 |
| 3.3.1 积分项的改进 |
| 3.3.2 关节重力的补偿 |
| 3.3.3 液压系统死区的补偿 |
| 3.3.4 基于关节角速度和偏差的控制量修正 |
| 3.4 单关节伺服控制仿真分析 |
| 第四章 挖掘机器人多关节协调控制技术研究 |
| 4.1 交叉耦合路径预补偿算法 |
| 4.2 交叉耦合路径预补偿算法在挖掘机器人上的应用 |
| 4.3 多关节协调控制仿真分析 |
| 第五章 挖掘机器人控制系统实验与分析 |
| 5.1 挖掘机器人控制系统构成和实现 |
| 5.1.1 控制系统硬件构成 |
| 5.1.2 控制系统软件实现 |
| 5.2 挖掘机器人铲斗轨迹跟踪实验与分析 |
| 5.2.1 PID控制与非线性PI控制对比实验 |
| 5.2.2 交叉耦合路径预补偿控制实验 |
| 5.3 实验小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录 |
| 多路阀特性分析 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、挖掘机器人分布式控制技术研究（论文参考文献）
- [1]挖掘机器人自动控制系统的设计与实现[D]. 崔飞翔. 太原科技大学, 2021(01)
- [2]非线性机械系统预设性能控制方法研究[D]. 张刚. 中国矿业大学, 2020(07)
- [3]电铲实验平台挖掘轨迹控制研究[D]. 宋吉鹤. 大连理工大学, 2019(02)
- [4]中国筑路机械学术研究综述·2018[J]. 马建,孙守增,芮海田,王磊,马勇,张伟伟,张维,刘辉,陈红燕,刘佼,董强柱. 中国公路学报, 2018(06)
- [5]分布式系统的控制分配技术研究[D]. 张慎鹏. 南京理工大学, 2018(01)
- [6]计算机视觉在挖掘机器人目标识别与定位上的研究[D]. 庄章龙. 集美大学, 2014(01)
- [7]挖掘机机器人化技术研究[D]. 戴兴建. 东北大学, 2010(04)
- [8]基于PC02-1小松液压挖掘机的虚拟样机仿真分析研究[D]. 侯云. 东北大学, 2010(03)
- [9]液压挖掘机铲斗轨迹控制器SOC原型研究[D]. 彭灿. 中南大学, 2007(06)
- [10]液压挖掘机器人伺服控制系统研究[D]. 邵力平. 浙江大学, 2006(12)