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挖掘机器人是多领域技术集中的机电一体化技术产品,研究挖掘机器人来代替传统的液压挖掘机,不仅能够降低人力成本,改善工作环境,提高任务质量,同时还能进一步拓展应用领域。挖掘机器人轨迹跟踪电液伺服控制系统研究,是挖掘机器人实现自动化挖掘的前提条件。本文主要对挖掘机器人关节轨迹跟踪电液伺服控制系统展开研究工作,进行了挖掘机器人工作装置和液压系统数学建模、基于滑模变结构的电液伺服控制器设计、抗流量饱和控制器设计、仿真模型建立及仿真实验,搭建了挖掘机器人实验台并完成了轨迹跟踪控制实验研究。总体来说,本文主要研究了下面几个方面的内容：1.挖掘机器人运动学分析及液压系统数学建模。对挖掘机器人工作装置的关节空间变量与驱动机构空间变量进行运动学分析。对挖掘机器人液压系统元器件展开分析,建立液压系统的数学模型。2.基于滑模变结构的挖掘机器人电液伺服控制系统。为精确跟踪期望的关节运动轨迹,设计了一种基于滑模变结构的挖掘机器人电液伺服控制系统。并制定了抗流量饱和控制策略,有效解决挖掘机器人工作过程中的流量饱和问题。3.挖掘机器人建模与轨迹跟踪仿真实验研究。基于AMESim软件构建了挖掘机器人仿真模型。进行挖掘机器人关节轨迹跟踪电液伺服控制仿真研究,对比研究滑模变结构控制器与PID控制器的轨迹跟踪仿真效果,进行了多关节复合运动轨迹跟踪仿真实验。结果表明,滑模变结构控制器和抗流量饱和控制器可以保证各关节跟踪既定轨迹运动,提高关节轨迹跟踪精度。4.挖掘机器人实验平台设计研究。以小型液压挖掘机回转平台、动臂、斗杆和铲斗关节为雏形,研制了挖掘机器人实验台。进行具体的轨迹跟踪挖掘实验,对实验结果展开分析论证,对挖掘机器人实验台的功能进行验证。