● 摘要
臂架是泵车混凝土浇筑作业中最关键的部件。开发能够实现自动水平行走的臂架智能控制系统是目前的一个研究热点。为实现这样的系统，须在臂架上安装角度传感器完成闭环。此外，对臂架进行多物理建模、并研究相应的控制方法也是必要的。
本文以混凝土泵车的臂架系统为研究对象，一开始对泵车臂架的水平行走工况进行了定性分析，并根据文献中的实验结果对臂架遭受的各种扰动进行了排序；对于首要的扰动——启停冲击——进行了定量分析。
为了研究泵车臂架的智能控制系统，首先进行了动力学建模。先是给出了使用柔性多体动力学方法对臂架进行建模的基本方程，并论证了微小变形假设在臂架的运动中是一直有效的，然后在ADAMS 动力分析软件下建立了臂架机械子系统的虚拟样机，包括一个刚性模型和一个使用离散杆件法得到的简易柔性模型。经过调试，刚性模型能够到达实物样本的所有运动范围，而柔性模型能够完成受力条件较优情况下的工况，并能够反映出泵车臂架的柔性特征，因此可以作为研究泵车臂架在较优工况下的虚拟样机。在此基础上，又给出了泵车臂架比例阀和阀控液压缸的运动方程，并进行了ADAMS和MATLAB/Simulink的机械-电液控制系统联合仿真。给出了每节臂杆的阀控缸回路的响应曲线，以及联合仿真下各回路的响应曲线，然后提出了应用主动模态控制消除暂态响应振动的展望。
此外，还给出了梯度下降法和机器人学中的DH 参数标准化建模在轨迹规划方面的应用思路和在MATLAB 下的具体算法。并探讨了臂架柔性冗余特征在运动学规划中的应用。