铲斗插入物料过程是装载机循环作业中能量消耗最大的一个环节,插入速度对铲斗作业阻力起着明显的影响,但现阶段作业阻力研究缺乏插入速度对其影响的研究。基于离散元素法,从散体力学的角度获取更为精确可重复性的作业阻力,并以此为依据揭示插入速度对作业阻力的影响,提出一种获取插入深度、插入速度对作业阻力影响的关系方程式的方法,并根据关系方程式对插入过程的速度进行规划,获得一条高效节能的速度曲线,驱动装载机作业。通过对优化速度前后的作业阻力和能量损耗进行分析,得出使用该方法优化的速度曲线驱动铲斗插入料堆过程,能耗减小8.65%,为装载机减阻节能和自动化控制研究提供新思路。

加减速离散算法常用于梯形加减速或S形加减速当中,传统加减速离散算法每走一步,计算一次脉冲间隔时间(即插补周期)。当加减速距离过长、加工精度要求不高时,为了减少计算量,并能够针对不同精度要求对速度跃变“台阶”高度做出调整,使计算量和精度最合适,可以用每隔多步计算一次脉冲间隔时间的方法来改进离散算法。仿真结果表明,改进的加减速离散算法能够有效减少计算量,并能够较为真实地描述和还原速度和位移随时间的变化关系。