外文翻譯-- 五分之一號(hào)規(guī)格自動(dòng)挖掘機(jī)的線(xiàn)性非線(xiàn)性和經(jīng)典的控制器 中文版.doc

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯中文題目：1/5號(hào)規(guī)格自動(dòng)挖掘機(jī)的線(xiàn)性、非線(xiàn)性和經(jīng)典的控制器英文題目：Linear,NonlinearandClassicalControlofa1/5thScaleAutomatedExcavator畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯11/5號(hào)規(guī)格自動(dòng)挖掘機(jī)的線(xiàn)性、非線(xiàn)性和經(jīng)典的控制器摘要：這篇論文是研究機(jī)械手各種控制系統(tǒng)的論文，介紹了一種自動(dòng)操作器的規(guī)格模式。機(jī)器人臂膀已經(jīng)在蘭開(kāi)斯特大學(xué)機(jī)械研究教學(xué)里得到發(fā)展。論文考慮了經(jīng)典和現(xiàn)代兩種方法的應(yīng)用，包括：由傳統(tǒng)Ziegler-Nichol規(guī)則控制的比例積分(PI)控制；線(xiàn)性比例積分正(PIP)控制,它可以理解為對(duì)傳統(tǒng)PI方法的合理擴(kuò)展；還有一個(gè)建立在一半線(xiàn)性模式結(jié)構(gòu)上的新型非線(xiàn)性PIP設(shè)計(jì)，其中參數(shù)作為一個(gè)變量改變的函數(shù)而變化.論文考慮到了在文章中必需的在設(shè)計(jì)和執(zhí)行的復(fù)雜性間的平衡，還有為提高閉環(huán)性的潛力。1.介紹建筑是對(duì)于許多工業(yè)部門(mén)的主要經(jīng)濟(jì)上的意義。激烈的競(jìng)爭(zhēng)，熟練勞力的不足和科技的進(jìn)步都是落后于建筑業(yè)快速變化的主要力量，也是自動(dòng)化的一個(gè)動(dòng)機(jī)1。基于操作上的挖掘機(jī)的例子包括一般的運(yùn)土、挖掘和打板樁。一個(gè)小的規(guī)模，挖掘和打樁結(jié)構(gòu)正需要發(fā)展并限制挖掘機(jī)。全自動(dòng)化或部分自動(dòng)化能夠提供諸多好處，它可以降低對(duì)操作員技術(shù)的依靠性，而且會(huì)降低操作員的勞動(dòng)負(fù)荷，這兩者都可能會(huì)在連續(xù)性和質(zhì)量的提高上作出不小的貢獻(xiàn)。然而，對(duì)于開(kāi)發(fā)者們一直持續(xù)的絆腳石就是在自動(dòng)控制下如何作到足夠快地運(yùn)作。這里，一個(gè)主要研究問(wèn)題是去獲得在熟練人工操作員提高的基礎(chǔ)上的電腦控制反應(yīng)時(shí)間。這就為設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，研究者們正在選擇使用眾多方法的一個(gè)很寬的范圍；可見(jiàn)例子2，3，4。此論文考慮到了一個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)械手，是更廣泛知名的蘭開(kāi)斯特大學(xué)計(jì)算機(jī)智能挖掘機(jī)（LUCIE）的1/5規(guī)格的代表，而它已經(jīng)發(fā)展為建筑地4，5上作為挖掘工具。不管它的小規(guī)格和輕重量，1/5模式與LUCIE擁有相似的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)上的道具，因此也為新控制策略的發(fā)展提供了一個(gè)富有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)床。在這點(diǎn)上，本論文提出了經(jīng)典和現(xiàn)代兩種方法，包括：由傳統(tǒng)Ziegler-Nichol規(guī)則畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯2控制的比例積分(PI)控制；線(xiàn)性比例積分正(PIP)控制,它可以理解為對(duì)傳統(tǒng)PI方法6，7的合理擴(kuò)展；還有一個(gè)建立在一半線(xiàn)性模式結(jié)構(gòu)上的新型非線(xiàn)性PIP設(shè)計(jì)，其中參數(shù)作為一個(gè)變量改變的函數(shù)而變化8。對(duì)這個(gè)研究更進(jìn)一步，文章簡(jiǎn)要地介紹了機(jī)械手的應(yīng)用，作為一個(gè)工具用于在蘭開(kāi)斯特大學(xué)有關(guān)機(jī)械的學(xué)習(xí)和教育。實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)室指示者為大學(xué)生和研究生都提供了眾多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和單獨(dú)的研究方案。完善挖掘系統(tǒng)的發(fā)展需要對(duì)技術(shù)領(lǐng)域有一個(gè)完備的知識(shí)認(rèn)識(shí)，包括傳感器、激發(fā)器、計(jì)算機(jī)硬件、電子學(xué)、水力學(xué)、機(jī)械學(xué)和智能控制。這里，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要一個(gè)有關(guān)決定適當(dāng)末端受動(dòng)器軌線(xiàn)的高級(jí)規(guī)則的分等級(jí)方法，以致挖掘一個(gè)指定尺寸的溝渠。在實(shí)踐中，控制器也應(yīng)該包括安全模數(shù)和在土壤中處理障礙物的工具4。最后，高級(jí)的運(yùn)算法則外加每個(gè)聯(lián)接點(diǎn)的適當(dāng)?shù)图?jí)控制，是當(dāng)前論文的著重點(diǎn)。2.硬件機(jī)械手與LUCIE4，5有一個(gè)相似的排列，除了用于采沙坑的挖掘和工作臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室1/5規(guī)格模式。與圖1.所示的一樣，臂由四個(gè)聯(lián)接點(diǎn)構(gòu)成，包括箍用角條、俯角條、回轉(zhuǎn)角和鏟角。它們中的三個(gè)是由水壓汽缸開(kāi)動(dòng)，而只有回轉(zhuǎn)鏈接是基于一個(gè)與簡(jiǎn)約變速器有關(guān)的水壓旋轉(zhuǎn)激勵(lì)器：詳細(xì)資料見(jiàn)9。聯(lián)接器的速度由實(shí)用電壓信號(hào)手段控制。因此，整個(gè)鉆探設(shè)備已經(jīng)由多重輸入輸出異步實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)支持，它考慮到了通過(guò)在寫(xiě)入TurboC+中密碼有標(biāo)準(zhǔn)組件的多重任務(wù)處理的程序。計(jì)算機(jī)硬件有一個(gè)96MBRAM的AMDK6/PR2-166MHz的個(gè)人電腦。聯(lián)接角直接由與每一個(gè)聯(lián)接樞軸同中心的裝備旋轉(zhuǎn)分壓計(jì)測(cè)量。每一個(gè)分壓器的輸出信號(hào)同地面線(xiàn)路來(lái)傳輸，伴隨有由于環(huán)境電子噪聲造成的最小信號(hào)畸變。畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯3圖1：顯示有四個(gè)控制聯(lián)接的實(shí)驗(yàn)挖掘機(jī)原理圖這些信號(hào)發(fā)送給高級(jí)線(xiàn)性?xún)x器中有在促進(jìn)A/D轉(zhuǎn)換的訓(xùn)練卡里的放大器中。這里，輸入信號(hào)的范圍在訓(xùn)練之后就不會(huì)超過(guò)5V。這個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器是一個(gè)高性能的16通道多元的連續(xù)近似值轉(zhuǎn)換器，具有在小于25ms12位轉(zhuǎn)換的能力。目前僅有八個(gè)可利用的通道在被使用。因此將來(lái)，合并另外的傳感器進(jìn)入系統(tǒng)將不成問(wèn)題；例如一個(gè)探測(cè)障礙物的照相機(jī)，可以作為高級(jí)控制系統(tǒng)的一部分，或者壓力傳感器。電子管標(biāo)度實(shí)際上提供了一個(gè)有意義的輸入值的臂聯(lián)接。這個(gè)標(biāo)度是基于滿(mǎn)足輸入要求的每一個(gè)聯(lián)接的正常輸入電壓，范圍是從最高可能向下速度的-1000到對(duì)于每一個(gè)聯(lián)接的最高可能向上速度的+1000。這里，零的輸入要求對(duì)應(yīng)于無(wú)運(yùn)動(dòng)。注明，沒(méi)有這種電子管標(biāo)度，臂會(huì)由于每一個(gè)聯(lián)接運(yùn)載的載荷而逐漸松馳下去。在開(kāi)環(huán)模式中，臂是用手驅(qū)動(dòng)去挖掘溝渠的，操作員運(yùn)用兩個(gè)相似的操作桿，每個(gè)都有兩個(gè)自由度。第一個(gè)操作桿被用作去驅(qū)動(dòng)箍用角鏈接和回轉(zhuǎn)鏈接而另一個(gè)用做移