集矿机是一种在水深5000—6000米的海底采集锰结核的一种智能机械,集矿机行走的好坏直接关系到大洋采矿的成败。由于深海集矿机体积庞大,不便于反复试验研究。因此,本课题组成员研制了一台集矿机模型车,来作为实验室研究的对象。基于集矿机模型车,开展集矿机液压系统建模和控制器设计,具有工程指导意义。 本文以深海集矿机为背景,分析了集矿机行走控制机构的结构和工作原理,并在此基础上设计了集矿机模型车的液压控制系统,建立了各部分的数学模型,以便对控制算法进行仿真,为集矿机行走控制器的设计提供基础。由于模型车行走采用电液比例阀控液压马达驱动,是复杂的非线性高阶系统,无法用精确的数学模型描述其控制规律。因此,单一的控制无法达到集矿机行走的要求。针对集矿机的履带速度控制,设计了模糊PID的履带速度内环控制器。针对集矿机行走偏差,设计了模糊的外环控制器,并加入一智能积分器与模糊控制并联以消除静差和极限环振荡。 由于数字仿真与实验都是建立在模型车的基础上,与原系统存在一定的差距。论文使用虚拟仿真技术,将模型车的数学模型与集矿机虚拟世界结合。通过获得直观的控制效果,可使模型车更加逼近实际系统,并优化控制器的参数。