机床与液压

作者：周希亮，贺湘宇，陈毅，范厚禄，吴卓禹，杨子涵

单位：长沙理工大学机械与运载工程学院；长沙理工大学机械与运载工程学院；长沙理工大学机械与运载工程学院；长沙理工大学机械与运载工程学院；长沙理工大学机械与运载工程学院；长沙理工大学机械与运载工程学院

关键词：三节臂挖掘机;分布式液压系统;轨迹跟踪控制;自适应模糊PID

基金：湖南省自然科学基金委员会面上项目(2022JJ30595）;湖南省教育厅科学研究重点项目(21A0190)

传统两节臂液压挖掘机因其结构局限性和作业灵活性差等问题，已难以满足现代工程对高效、精准作业的需求。为提升设备性能，提出一种新型三节臂液压挖掘机（TAHE）结构，并设计配套的分布式液压动力驱动系统，以增强控制精度与响应能力。在轨迹规划方面，基于五次多项式插值方法，对TAHE在3种典型作业工况（WC-Ⅰ、WC-Ⅱ、WC-Ⅲ）下的末端轨迹进行系统性规划，获得各液压缸的期望位移变化曲线。在控制策略上，针对液压系统的非线性特征，研究自适应模糊PID（F-PID）控制方法。通过构建AMESim与MATLAB联合仿真平台，分别对PID与F-PID控制器进行轨迹跟踪仿真，并将液压缸位移误差 e 为评价指标。仿真结果表明：F-PID控制器3种工况下的性能均显著优于传统PID控制器，具备更高的跟踪精度和更强的动态稳定性，适用于复杂工况下的液压系统轨迹控制。

来源：2025年第17期

《机床与液压》期刊编辑部

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