[發(fā)明專利]一種挖掘機(jī)工作裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010581065.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN102041824A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴晴華;徐瑾;宋杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三一重機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): E02F9/20
• 分類號(hào): E02F9/20
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

1.?一種挖掘機(jī)工作裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括：動(dòng)臂角度傳感器、斗桿角度傳感器、鏟斗角度傳感器、動(dòng)臂油缸壓力傳感器、斗桿油缸壓力傳感器、鏟斗油缸壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、動(dòng)臂油缸電液比例閥、斗桿油缸電液比例閥、鏟斗油缸電液比例閥，其特征在于：

(1)設(shè)有激光定位儀，用于檢測(cè)挖掘機(jī)工作裝置與挖掘?qū)ο蟮南鄬?duì)位置；

(2)帶有軟件程序的可編程控制器，各個(gè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述可編程控制器連接，所述可編程控制器的輸出端分別與動(dòng)臂油缸電液比例閥、斗桿油缸電液比例閥、鏟斗油缸電液比例閥的控制端連接；

(3)所述可編程控制器中的軟件程序包括控制動(dòng)臂的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊、控制斗桿的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊、控制鏟斗的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊，以及分別控制各電液比例閥的電液控制模塊。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的挖掘機(jī)工作裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于：各BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸出分別連接對(duì)應(yīng)的電液比例閥的電液控制模塊。

3.?一種挖掘機(jī)工作裝置的自動(dòng)控制方法，采用權(quán)利要求1所述自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，包括下列步驟：

(1)訓(xùn)練樣本的獲?。河神{駛員先在設(shè)定工況下進(jìn)行多次重復(fù)挖掘動(dòng)作，按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔采樣：激光定位儀記錄預(yù)定挖掘?qū)ο蠛凸ぷ餮b置的相對(duì)位置e，各角度傳感器分別采集記錄動(dòng)臂、斗桿和鏟斗的相對(duì)轉(zhuǎn)角樣本信息θ，各壓力傳感器分別采集記錄動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸的壓力樣本信息p，轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速樣本信息n，并采樣動(dòng)臂、斗桿、鏟斗油缸電液比例閥控制信號(hào)u；

(2)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊：

將步驟(1)采集的樣本數(shù)據(jù)分別作為控制動(dòng)臂、斗桿、鏟斗的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的訓(xùn)練樣本，經(jīng)過控制器內(nèi)編好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制程序，通過其自適應(yīng)的學(xué)習(xí)功能進(jìn)行訓(xùn)練，得到滿足精度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值，從而獲得訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

(3)用激光定位儀測(cè)定當(dāng)前挖掘?qū)ο蠛蛣?dòng)臂、斗桿、鏟斗的相對(duì)位置數(shù)據(jù)e(t)，各角度傳感器分別采集當(dāng)前動(dòng)臂、斗桿和鏟斗的相對(duì)轉(zhuǎn)角θ(t)，各壓力傳感器分別測(cè)量動(dòng)臂油缸、斗桿油缸和鏟斗油缸的壓力樣本信息p(t)，轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速樣本信息n(t)；

(4)將步驟(3)得到的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練好的各BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸入，輸出即為動(dòng)臂、斗桿和鏟斗油缸的電液控制模塊的控制輸入量u(t)，經(jīng)過各電液控制模塊，分別控制動(dòng)臂、斗桿、鏟斗油缸的行程，得到下一時(shí)刻動(dòng)臂、斗桿和鏟斗的位置e(t+1)、相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ(t+1)、油缸壓力p(t+1)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n(t+1)；?

(5)將步驟(3)和步驟(4)獲得的數(shù)據(jù)相比較，計(jì)算位置差值Δe(t+1)，并與步驟(4)的其他數(shù)據(jù)共同構(gòu)成下一時(shí)刻的系統(tǒng)輸入量；

(6)重復(fù)步驟(3)至(5)，通過整個(gè)控制系統(tǒng)的循環(huán)迭代，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)工作裝置在整個(gè)挖掘過程中的軌跡控制。