设计简介
摘 要
液压挖掘机工作装置的控制是实现自动挖掘的关键技术，由于挖掘机工作装置的结构存在时变性、液压系统的非线性，增加了工作装置理论建模的难度，加之工作环境恶劣，工况多变，挖掘时土壤的不确定性，使得很难得到完善的控制策略，对挖掘机工作装置的控制成为挖掘机机器人化，实现自动挖掘研究的热点。液压挖掘机工作装置存在的非线性、时变性、工况的复杂性，其控制难度大，目前的研究都还处于实验室阶段，对各种的理论建模、控制策略需要进行进一步的实验研究。本文针对实验用挖掘机工作装置控制的测试系统，首次引入虚拟控制仪的手段来构建液压挖掘机的实验测控系统，通过虚拟仪器开发平台LabVIEW开发虚拟控制仪实现测控系统的数据采集、控制运算、控制输出;利用LabVIEW开发友好的用户界面实现对工作装置液压系统的压力，液压缸的位置，温度，流量直观显示，直观的观察到液压挖掘机工作装置测控系统的运行情况，改变虚拟控制仪的软件即可对各种建模和控制策略进行实验研究。
关键词：液压挖掘机 工作装置 LabVIEW 测试系统
Abstract
Develop excavator control and measure system based on LabVIEW. The control of an excavator is difficult from the standpoint of the following problems: parameter variations in mechanical structures, various nonlinearities in hydraulic actuatous and disturbance due to the contact with the ground.Apply NI LabVIEW to control and measure excavator hydraulic system, and monitor flaw,pressure,temperature and position of actor cylinders.The control strategy and algorithm are simulate using MATLAB control system toolboxes, MATLAB Script is directly transplanted into LabVIEW,and the physical simulation of excavator is accomplished.
Key words: excavator;working device;LabVIEW;Measurement and control
目 录
摘 要 1
第一章 绪论 2
1.1本课题研究的背景和意义 2
1.2国内外发展现状 4
1.2.1国内发展现状 4
1.2.2国外发展现状 7
1.3本课题主要技术的研究方法 9
1.3.1 传感器技术 9
1.3.2信号采集与处理技术 10
1.3.3数据通讯技术 12
第二章 液压挖掘机工作装置的液压系统 14
2.1液压挖掘机工作装置的结构组 14
2.2液压挖掘机工作装置的工作特点 14
2.3液压挖掘机的液压系统 16
2.3.1液压挖掘机的液压系统的要求 16
2.3.2 液压挖掘机的液压系统的类型 17
2.3.3液压挖掘机的液压系统 17
第三章 液压挖掘机测试系统的硬件结构 21
3.1测控系统的硬件总体构架 21
3.2测试装置具体实现方式及元器件选型 21
3.3测试系统的信号调理 25
3.4数据采集及控制输出 26
第四章 基于虚拟仪器的测试系统 28
4.1虚拟器概述 28
4.1.1虚拟器简介 28
4.1.2虚拟器的硬件系统 29
4.1.3虚拟器的软件系统 30
4.2 LabVIEW介绍 31
4.3虚拟仪器及LabVIEW在控制中的应用 32
4.4基于虚拟仪器的控制系统的结构 34
4.5控制回路的定时 35
第五章 液压挖掘机测控系统的软件设计 36
5.1应用软件的模块设计 36
5.2液压测试系统软件的编程 39
结 论 40
致 谢 41
参考文献 42
液压挖掘机工作装置的控制是实现自动挖掘的关键技术，由于挖掘机工作装置的结构存在时变性、液压系统的非线性，增加了工作装置理论建模的难度，加之工作环境恶劣，工况多变，挖掘时土壤的不确定性，使得很难得到完善的控制策略，对挖掘机工作装置的控制成为挖掘机机器人化，实现自动挖掘研究的热点。液压挖掘机工作装置存在的非线性、时变性、工况的复杂性，其控制难度大，目前的研究都还处于实验室阶段，对各种的理论建模、控制策略需要进行进一步的实验研究。本文针对实验用挖掘机工作装置控制的测试系统，首次引入虚拟控制仪的手段来构建液压挖掘机的实验测控系统，通过虚拟仪器开发平台LabVIEW开发虚拟控制仪实现测控系统的数据采集、控制运算、控制输出;利用LabVIEW开发友好的用户界面实现对工作装置液压系统的压力，液压缸的位置，温度，流量直观显示，直观的观察到液压挖掘机工作装置测控系统的运行情况，改变虚拟控制仪的软件即可对各种建模和控制策略进行实验研究。
关键词：液压挖掘机 工作装置 LabVIEW 测试系统
Abstract
Develop excavator control and measure system based on LabVIEW. The control of an excavator is difficult from the standpoint of the following problems: parameter variations in mechanical structures, various nonlinearities in hydraulic actuatous and disturbance due to the contact with the ground.Apply NI LabVIEW to control and measure excavator hydraulic system, and monitor flaw,pressure,temperature and position of actor cylinders.The control strategy and algorithm are simulate using MATLAB control system toolboxes, MATLAB Script is directly transplanted into LabVIEW,and the physical simulation of excavator is accomplished.
Key words: excavator;working device;LabVIEW;Measurement and control
目 录
摘 要 1
第一章 绪论 2
1.1本课题研究的背景和意义 2
1.2国内外发展现状 4
1.2.1国内发展现状 4
1.2.2国外发展现状 7
1.3本课题主要技术的研究方法 9
1.3.1 传感器技术 9
1.3.2信号采集与处理技术 10
1.3.3数据通讯技术 12
第二章 液压挖掘机工作装置的液压系统 14
2.1液压挖掘机工作装置的结构组 14
2.2液压挖掘机工作装置的工作特点 14
2.3液压挖掘机的液压系统 16
2.3.1液压挖掘机的液压系统的要求 16
2.3.2 液压挖掘机的液压系统的类型 17
2.3.3液压挖掘机的液压系统 17
第三章 液压挖掘机测试系统的硬件结构 21
3.1测控系统的硬件总体构架 21
3.2测试装置具体实现方式及元器件选型 21
3.3测试系统的信号调理 25
3.4数据采集及控制输出 26
第四章 基于虚拟仪器的测试系统 28
4.1虚拟器概述 28
4.1.1虚拟器简介 28
4.1.2虚拟器的硬件系统 29
4.1.3虚拟器的软件系统 30
4.2 LabVIEW介绍 31
4.3虚拟仪器及LabVIEW在控制中的应用 32
4.4基于虚拟仪器的控制系统的结构 34
4.5控制回路的定时 35
第五章 液压挖掘机测控系统的软件设计 36
5.1应用软件的模块设计 36
5.2液压测试系统软件的编程 39
结 论 40
致 谢 41
参考文献 42
