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基于自适应模型预测算法的挖掘机轨迹跟踪控

制技术研究

目录

基于自适应模型预测算法的挖掘机轨迹跟踪控制技术研究3

1.容概览3

1.1研究背景与意义3

1.2国外研究现状4

1.3研究容与方法6

2,挖掘机轨迹跟踪控制技术基础8

2.1挖掘机运动学模型9

2.2轨迹跟踪控制原理10

2.3自适应控制理论基础11

3.基于自适应模型预测算法的轨迹跟踪控制13

3.1模型预测控制概述14

3.2自适应模型预测算法设计15

3.3算法实现步骤与优化策略17

4,实验验证与分析18

4.1实验环境搭建19

4.2实验数据采集与处理22

4.3实验结果展示与对比分析23

4.4结果讨论与优化建议24

5.总结与展望26

5.1研究成果总结27

5.2存在问题与挑战28

5.3未来研究方向与展望30

基于自适应模型预测算法的挖掘机轨迹跟踪控制技术研究(2)...31

1.文档概要31

1.1研究背景与意义32

1.2国外研究现状33

1.3研究容与方法35

2,挖掘机轨迹跟踪控制技术基础38

2.1挖掘机运动学模型39

2.2轨迹跟踪控制原理40

2.3关键技术分析42

3,自适应模型预测算法概述43

3.1模型预测控制基本概念45

3.2自适应模型预测算法特点46

3.3算法流程与实现步骤47

4.基于自适应模型预测算法的挖掘机轨迹跟踪控制49

4.1模型建立与优化50

4.1.1机械系统建模51

4.1.2控制系统建模52

4.1.3模型的动态特性分析53

4.2预测控制器设计55

4.2.1目标函数选择57

4.2.2状态变量选择59

4.2.3规则参数设定60

4.3自适应机制研究61

4.3.1参数自适应调整策略62

4.3.2误差反馈机制65

4.3.3学习算法应用66

4.4仿真实验验证67

4.4.1实验环境搭建68

4.4.2实验方案设计70

4.4.3实验结果分析71

5,结论与展望74

5.1研究成果总结74

5.2存在问题与改进方向75

5.3未来发展趋势预测77

基于自适应模型预测算法的挖掘机轨迹跟踪控制技术研究（1）

1.容概览

本篇论文主要探讨了基于自适应模型预测算法的挖掘机轨迹跟踪控制技术。首先我

们介绍了挖掘机的工作原理及其在实际工程中的应用背景。随后，详细分析了现有控制

方法存在的不足之处，并指出传统模型预测控制（MPC）存在解耦效果差和稳定性问题。

在此基础上，提出了基于自适应模型预测算法的新颖解决方案。

该方案通过引入先进的自适应优化策略来实时调整模型参数，从而显著提升了系统

的性能。具体而言，我们设计了一种基于自适应滤波器的自适应模型预测控制器，能够

在复杂多变的环境中有效跟踪目标轨迹。实验结果表明，采用此方法的挖掘机能够实现

高精度的轨迹跟随，且在面对外界干扰时仍能保持稳定运行。

此外为了验证所提方法的有效性，我们在实际工程项目中进行了多次测试，并与传

统的MPC方法进行了对比分析。结果显示，我们的自适应模型预测算法不仅具有更高的

鲁棒性和准确性，还大幅降低了系统能耗，提高了生产效率。综上所述本文的研究成果

为未来挖掘机械领域的智能化控制提供了新的思路和技术支持。

1.1研究背景与意义

随着工业自动化和智能化的不断推进，挖掘机作为重要的工程机械之一，其性能的

提升对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。然而挖掘机在复杂工况下的操作

精度和稳定性一直是制约其广泛应用的关键因素。自适应模型预测控制(Adaptive

ModelPredictiveControl,AMPC)作为一种先进的控制策略，能够根据系统状态的变

化实时调整控制参数，从而有效提升系统的动态响应能力和稳定性。因此将自适应模型

预测控制技术应用于挖掘机轨迹跟踪控制中，不仅可以提高挖掘机的操作精度和稳定性,

还可