Investigación sobre la Planificación de Rutas y el Seguimiento de Trayectorias de una Excavadora Eléctrica No Tripulada Basada en un Control Difuso de Desviación de Vista Previa y un APF Mejorado
Autores: Fang, Yi; Wang, Shuai; Bi, Qiushi; Wu, Guohua; Guan, Wei; Wang, Yongpeng; Yan, Chuliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación sobre la Planificación de Rutas y el Seguimiento de Trayectorias de una Excavadora Eléctrica No Tripulada Basada en un Control Difuso de Desviación de Vista Previa y un APF Mejorado
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Desarrollo
Actualización
Minas inteligentes
Palas eléctricas
Eficiencia en el movimiento
Verificación por simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Con el desarrollo y la actualización de minas inteligentes, se ha llevado a cabo una investigación sobre el movimiento no tripulado de palas eléctricas inteligentes (ES) para mejorar la eficiencia de movimiento de excavadoras extragrandes. Este artículo presenta primero la condición de movimiento principal de una pala eléctrica en una mina a cielo abierto. De acuerdo con las características de movimiento de la oruga de alta resistencia, se mejora el algoritmo de campo potencial artificial (APF) para planificar la trayectoria de movimiento de la pala eléctrica y realizar una verificación de simulación. Se establece un modelo dinámico de una pala eléctrica. Se propone un método de control difuso basado en el desplazamiento de vista previa y la desviación del desplazamiento del centroide. La robustez del algoritmo de seguimiento se verifica mediante simulaciones en múltiples condiciones. Finalmente, se prueba el prototipo de la pala eléctrica a través de experimentos de planificación y seguimiento de trayectorias. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo de campo potencial artificial mejorado puede planificar un camino libre de obstáculos que satisface el movimiento de una pala eléctrica, y la pala eléctrica puede seguir rápidamente la trayectoria preestablecida. La desviación máxima del centro de masa del seguimiento de la trayectoria no es superior a 10 cm, y la desviación del ángulo de rumbo cuando la pala alcanza el punto final está dentro de 2 grados.
Descripción
Con el desarrollo y la actualización de minas inteligentes, se ha llevado a cabo una investigación sobre el movimiento no tripulado de palas eléctricas inteligentes (ES) para mejorar la eficiencia de movimiento de excavadoras extragrandes. Este artículo presenta primero la condición de movimiento principal de una pala eléctrica en una mina a cielo abierto. De acuerdo con las características de movimiento de la oruga de alta resistencia, se mejora el algoritmo de campo potencial artificial (APF) para planificar la trayectoria de movimiento de la pala eléctrica y realizar una verificación de simulación. Se establece un modelo dinámico de una pala eléctrica. Se propone un método de control difuso basado en el desplazamiento de vista previa y la desviación del desplazamiento del centroide. La robustez del algoritmo de seguimiento se verifica mediante simulaciones en múltiples condiciones. Finalmente, se prueba el prototipo de la pala eléctrica a través de experimentos de planificación y seguimiento de trayectorias. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo de campo potencial artificial mejorado puede planificar un camino libre de obstáculos que satisface el movimiento de una pala eléctrica, y la pala eléctrica puede seguir rápidamente la trayectoria preestablecida. La desviación máxima del centro de masa del seguimiento de la trayectoria no es superior a 10 cm, y la desviación del ángulo de rumbo cuando la pala alcanza el punto final está dentro de 2 grados.