輪式起重機(jī)駕駛室俯仰控制策略設(shè)計研究

王全偉，高曉慧，文豪，黃金，張國鵬

（太原科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，太原 030024）

隨著輪式起重機(jī)大型化和專用化的發(fā)展趨勢，在超大服役空間范圍內(nèi)進(jìn)行起重作業(yè)時，傳統(tǒng)的固定式駕駛室已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的使用要求，更達(dá)不到駕駛室的舒適性和宜人性[1]。為便于駕駛員能夠穩(wěn)定而舒適地對起重作業(yè)進(jìn)行全程觀測，需要根據(jù)起升范圍的變化適時調(diào)整駕駛室的俯仰角度，以獲得最佳的操作姿勢以及視覺效果。

駕駛室是控制操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及與外界溝通聯(lián)系的人機(jī)交互平臺，許多專家在駕駛室座椅、人機(jī)操縱界面、空間尺寸布置等方面做了改進(jìn)和優(yōu)化，使得駕駛室設(shè)計具備良好的宜人性。駕駛室的演變和改良，在外觀上，從“四方盒子”發(fā)展構(gòu)造發(fā)展為透明特制玻璃的弧形邊框；在作業(yè)平臺上從立姿到坐姿，并配設(shè)基于人體生物力學(xué)和符合長時間操縱的專用座椅；在人機(jī)顯示界面上也從豎直屏幕顯示到符合人體舒適度的斜屏安置等一系列變化發(fā)展。而對于在起重作業(yè)的超大起升范圍內(nèi)，人體視野與起升物高度適宜性的研究還不多，應(yīng)增設(shè)駕駛室的俯仰控制機(jī)構(gòu)以符合實際起重作業(yè)的人機(jī)工程學(xué)要求。

目前，大量學(xué)者對起重機(jī)的控制都進(jìn)行了研究。傳統(tǒng)的PID 控制[2]、滑膜控制[3]、模糊控制[4]、分?jǐn)?shù)階PID 控制是一些基本的控制方法。此外，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[5]、粒子群算法、遺傳算法等優(yōu)化算法因其尋優(yōu)能力強(qiáng)被引用到控制器參數(shù)整定中，進(jìn)而對研究對象進(jìn)行控制。……