机械工程学报

作者：龙秀华, 胡正国, 付涛, 连楷研, 宋学官

单位：1. 大连理工大学机械工程学院 大连 116024;2. 大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室 大连 116024

关键词：非对称,多段S型曲线,轨迹规划,电铲；

基金：国家自然科学基金(52075068)资助项目。

作为露天煤矿开采的关键装备，矿用电铲机体结构复杂且庞大，其具有作业工况多变、作业惯性较大等特点。为了提高挖掘的稳定性和平滑性，降低挖掘能耗，提出了一种基于非对称多段S型曲线速度控制的大型矿用电铲轨迹规划方法。运用解析法推导出铲斗的运动学模型，为后期的轨迹优化提供模型基础。以矿用电铲的铲斗、推杆、提升绳为结构约束，以推压电机和提升电机的功率为性能约束，以最低挖掘能耗为优化目标，运用遗传算法(GA)优化速度曲线的各段控制时间得到最优决策变量，最后将优化所得的决策变量作为输入，代入目标函数进行实验验证。实验结果表明，得到的推杆和提升绳的速度输出没有突变，挖掘力的输出也较为平稳，挖掘轨迹连续且平滑，挖掘能耗均显著低于T型曲线和传统的对称S型曲线速度控制算法，证明了该方法的有效性和优越性。

来源：2025年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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