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原文传递钢拱架安装机械手臂控制研究

论文题名：	钢拱架安装机械手臂控制研究
关键词：	隧道施工;钢拱架安装;机械手臂;控制系统;液压系统
摘要：	随着我国交通事业的快速发展，隧道建设量逐年增加，隧道施工的机械化程度亟待提高。在软弱围岩隧道施工中支护是一个重要步骤，支护的其中一个工序是安装钢拱架。目前，国内主要由人工或借助简易的辅助设备安装钢拱架，劳动强度大且工作效率低，所以对钢拱架安装设备开展技术研发工作具有理论意义和实用价值。　　本文介绍了国内外钢拱架安装机的现状以及电液比例控制技术在机械手臂控制系统中的应用。根据机械手臂的结构特点和安装钢拱架过程中的技术要求，设计了机械手臂液压控制系统，并使用AMESim软件进行了单臂和多臂的液压系统模型的仿真分析。设计了机械手臂电气控制系统，采用PLC作为下位机、PC作为上位机，Wincc组态系统的监控界面，从而实现对机械手臂的顺序动作和协调动作的位置控制。对机械手臂进行正逆运动学的分析解算，采用三次样条插值法完成了机械手臂连续轨迹的规划。对系统进行了 AMESim与 MATLAB/Simulink联合仿真，介绍了常规PID控制算法与模糊自整定PID控制算法及实现方法，分析了两种算法对机械手臂液压系统的控制效果，实现了机械手臂各执行机构的位置控制。搭建电液比例位置控制系统的模拟试验平台，对单液压缸的单独动作和多液压缸协调动作的位置控制分别进行了试验研究，研究结果表明，电液比例控制系统满足设计要求。
作者：	张奕霏
专业：	机械电子工程
导师：	徐莉萍
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河南科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文