挖掘机高精度轨迹控制器

高速下误差降六成

该控制器引入协同评估与改进粒子群优化，实现重型挖掘机高速作业下的高精度轨迹控制，显著优于传统主从协同与独立并联控制方法。

冯浩 · Yi, Zhong · Chenxi, Zhou · Shengliang, Ji · 殷晨波 · Cao, Donghui

Automation in Construction 2025

参数信息

轨迹控制均方根误差

10.90 mm

误差降低率（vs 主从协同控制器）

61.65 %

误差降低率（vs 独立并联控制器）

72.26 %

技术优势

误差直接砍半以上

控制器改用协同评估和改进粒子群优化，同样速度下轨迹误差显著小于传统控制器。

高速下不失控

在400mm/s高速条件下仍能保持低误差，说明协同控制策略有效抑制了高速带来的动态滞后和耦合效应。

算法可自适应调节

粒子群算法的惯性权重、学习系数和变异策略均动态调整，避免固定参数在变工况下性能退化。

应用场景

• 重型机械自动化：为重型机械高速作业提供高精度轨迹控制，降低人工补偿需求。
• 工程机械控制：可直接用于挖掘机等工程机械，提升轨迹精度与作业效率。
• 液压伺服控制：解决电液伺服系统协同控制难题，同步误差显著减小。
• 智能控制算法：改进粒子群优化算法适用于多轴协同控制，性能优于传统算法。