模糊算法在挖掘机动臂液压系统中的应用

李发喜，邓子龙，邓文娟

(辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁 抚顺 113001)

Application of Fuzzy Algorithm in the Excavator Boom Hydraulic System

LI Faxi，DENG Zilong，DENG Wenjuan

(School of Mechanical Engineering，Liaoning Shihua University，Fushun 113001，China)

摘要：通过对某小型挖掘机液压系统的改造，建立挖掘机动臂液压系统各元件的的数学模型，得出该闭环控制系统的传递函数；运用Matlab/Simulink设计出模糊控制器，并对系统进行了仿真分析。仿真结果表明，采用模糊控制策略较好地改善了液压挖掘机动臂系统的性能，取得了良好的效果，为系统的响应速度和稳定性提供了理论依据。

关键词：挖掘机动臂；模糊控制；液压系统；仿真

中图分类号：TH137.9

文献标识码：A

文章编号：1001-2257(2015)04-0069-03

收稿日期：2014-12-23

作者简介：李发喜(1989-)，男，甘肃张掖人，硕士研究生，研究方向为机电液一体化；邓子龙(1967-)，男，辽宁葫芦岛人，硕士，教授，研究方向为机械现代设计理论与方法，机电液一体化。

Abstract：Through the improvement of small excavator hydraulic system，we established the mathematical model of excavator boom system，and concluded the transfer function of the closed-loop control system；We designed a fuzzy controller and simulated the system in Matlab/Simulink software. The simulation result show that the fuzzy control strategy improves the performance of excavator boom hydraulic system and obtains good effect，which offer references for the response speed and stability of the system.

Key words：excavator boom；fuzzy control；hydraulic system；simulation

0引言

液压挖掘机是一种应用广泛的工程机械，在矿山、水利、电力及建筑业等领域占有及其重要的作用。为了改善挖掘机的工作性能、提高工作效率、减少循环周期、营造良好的工作环境以及减轻操作者的劳动强度，实现液压挖掘机的自动化、智能化、现代化已经成为当前和未来的发展趋势。针对挖掘机液压系统的高度非线性、时滞性等特点，运用模糊算法对其控制，由于模糊控制具有鲁棒性强和较强的容错能力，因此，适用于解决挖掘机液压系统中的非线性、强耦合性和滞后等问题。

1动臂系统各元件数学模型的建立

随着电液比例控制技术的广泛应用，根据挖掘机动臂液压系统性能的要求，选用电液比例阀组成的闭环控制系统，来实现动臂液压缸活塞杆准确、快速、稳定地达到给定位置。……