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原文传递挖掘机工作轨迹控制方法和系统

专利名称：	挖掘机工作轨迹控制方法和系统
摘要：	本发明提供了一种挖掘机工作轨迹控制方法和系统，应用于挖掘机控制系统，包括：获取挖掘机中目标部件的初始倾斜角度；目标部件包括以下至少之一：动臂，斗杆和铲斗；获取目标部件的目标倾斜角度；目标倾斜角度为挖掘机沿着预设工作轨迹动作之后目标部件的倾斜角度；基于初始倾斜角度和目标倾斜角度构建滑模变结构控制器；通过滑模变结构控制器输出的控制信号控制目标部件的倾斜角度，以通过控制目标部件的倾斜角度来控制挖掘机的工作轨迹。本发明缓解了现有技术中存在的参数调整费时复杂，无法保证良好的动态控制品质的技术问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	三一重机有限公司
发明人：	陈喆;焦文学;卢恒
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T21:00:00+0805
申请号：	CN201911371059.0
公开号：	CN111042244A
代理机构：	北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	刘亚飞
分类号：	E02F3/43;E02F9/20;E;E02;E02F;E02F3;E02F9;E02F3/43;E02F9/20
申请人地址：	215000 江苏省苏州市昆山市昆山开发区环城东路
主权项：	1.一种挖掘机工作轨迹控制方法，其特征在于，应用于挖掘机控制系统，包括：获取挖掘机中目标部件的初始倾斜角度；所述目标部件包括以下至少之一：动臂，斗杆和铲斗；获取所述目标部件的目标倾斜角度；所述目标倾斜角度为所述挖掘机沿着预设工作轨迹动作之后所述目标部件的倾斜角度；基于所述初始倾斜角度和所述目标倾斜角度构建滑模变结构控制器；通过所述滑模变结构控制器输出的控制信号控制所述目标部件的倾斜角度，以通过控制所述目标部件的倾斜角度来控制所述挖掘机的工作轨迹。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取挖掘机中目标部件的初始倾斜角度，包括：通过预先设置在所述目标部件上的倾角传感器获取所述目标部件的初始倾斜角度。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标部件的目标倾斜角度，包括：获取所述目标部件的尺寸信息；基于所述初始倾斜角度和所述尺寸信息建立所述目标部件的第一控制模型；获取所述挖掘机的预设工作轨迹；基于所述预设工作轨迹控制所述第一控制模型，以使所述第一控制模型沿着所述预设工作轨迹动作，并将动作之后的第一控制模型确定为第二控制模型；获取所述第二控制模型上目标部件的倾斜角度，得到目标倾斜角度。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述初始倾斜角度和所述目标倾斜角度构建滑模变结构控制器，包括：基于所述初始倾斜角度和所述目标倾斜角度确定追踪误差；所述追踪误差为所述初始倾斜角度和所述目标倾斜角度的差值；基于所述追踪误差构建滑模变结构控制器。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滑模变结构控制器的趋近律为等速趋近律，所述滑模变结构控制器中所用滑模面为比例微分滑模面。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述滑模变结构控制器输出的控制信号控制所述目标部件的倾斜角度，包括：获取所述滑模变结构控制器输出的控制信号；所述控制信号包括以下至少之一：电磁阀电流，控制泵流量；基于所述控制信号控制所述目标部件的电磁阀的电流，和/或，所述目标部件的控制泵的流量，以通过控制所述电流和/或所述流量来控制所述目标部件的倾斜角度。 7.一种挖掘机工作轨迹控制系统，其特征在于，应用于挖掘机控制系统，包括：第一获取模块，第二获取模块，构建模块和控制模块，其中，所述第一获取模块，用于获取挖掘机中目标部件的初始倾斜角度；所述目标部件包括以下至少之一：动臂，斗杆和铲斗；所述第二获取模块，用于获取所述目标部件的目标倾斜角度；所述目标倾斜角度为所述挖掘机沿着预设工作轨迹动作之后所述目标部件的倾斜角度；所述构建模块，用于基于所述初始倾斜角度和所述目标倾斜角度构建滑模变结构控制器；所述控制模块，用于通过所述滑模变结构控制器输出的控制信号控制所述目标部件的倾斜角度，以通过控制所述目标部件的倾斜角度来控制所述挖掘机的工作轨迹。 8.根据权利要求7所述的挖掘机工作轨迹控制系统，其特征在于，所述第二获取模块还包括：第一获取单元，第一模型单元，第二获取单元，第二模型单元和第三获取单元，其中，所述第一获取单元，用于获取所述目标部件的尺寸信息；所述第一模型单元，用于基于所述初始倾斜角度和所述尺寸信息建立所述目标部件的第一控制模型；所述第二获取单元，用于获取所述挖掘机的预设工作轨迹；所述第二模型单元，用于基于所述预设工作轨迹控制所述第一控制模型，以使所述第一控制模型沿着所述预设工作轨迹动作，并将动作之后的第一控制模型确定为第二控制模型；所述第三获取单元，用于获取所述第二控制模型上目标部件的倾斜角度，得到目标倾斜角度。 9.根据权利要求7所述的挖掘机工作轨迹控制系统，其特征在于，所述构建模块还包括：确定单元和构建单元，其中，所述确定单元，用于基于所述初始倾斜角度和所述目标倾斜角度确定追踪误差；所述追踪误差为所述初始倾斜角度和所述目标倾斜角度的差值；所述构建单元，用于基于所述追踪误差构建滑模变结构控制器。 10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一项所述的方法的步骤。
所属类别：	发明专利