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龍圖騰網獲悉國機重工集團常林有限公司申請的專利一種挖掘機的運動軌跡自動控制方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115748853B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211487610.X，技術領域涉及：E02F3/42；該發明授權一種挖掘機的運動軌跡自動控制方法及系統是由劉凱磊;黃鳴輝;劉浩;周有明;強紅賓;康紹鵬;楊靜;劉海星設計研發完成，并于2022-11-25向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種挖掘機的運動軌跡自動控制方法及系統在說明書摘要公布了：本發明涉及自動控制技術領域，尤其涉及一種挖掘機的運動軌跡自動控制方法及系統，包括：采集動臂液壓缸活塞桿位移、斗桿液壓缸活塞桿位移和鏟斗液壓缸活塞桿位移數據；將位移數據和角位移數據進行互轉；通過PID算法根據挖掘機期望角位移和實時角位移的差值對挖掘機的活塞桿進行補償，并轉為補償電流信號輸出給控制閥；在自動挖掘軌跡過程中，根據曲線分析動態特性和穩定特性，利用PD控制算法對塞桿位移進行判斷，根據判斷結果執行后續作業。本發明基于動力學模型的挖掘機進行深入可靠的軌跡控制算法研究，不僅能夠實現挖掘機自動挖掘，而且能夠緩解各關節產生較大的沖擊，提升了軌跡的可執行性，使得挖掘機自動挖掘軌跡能夠穩定精確運動。

本發明授權一種挖掘機的運動軌跡自動控制方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種挖掘機的運動軌跡自動控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、通過動臂位移傳感器、斗桿位移傳感器和鏟斗位移傳感器分別采集動臂液壓缸活塞桿位移、斗桿液壓缸活塞桿位移和鏟斗液壓缸活塞桿位移數據； 步驟二、通過位移和角位移轉換算法，將位移數據和角位移數據進行互轉； 位移和角位移轉換算法包括：動臂液壓缸活塞桿位移S1與角位移θ1、斗桿液壓缸活塞桿位移S2與角位移β2和鏟斗液壓缸活塞桿位移S3與角位移β3； 步驟三、通過PID算法根據挖掘機期望角位移和實時角位移的差值對挖掘機的活塞桿進行補償，并轉為補償電流信號輸出給控制閥，驅動液壓缸的活塞桿進行補償運動，減小實時角位移與期望角位移的差值； 步驟三具體包括： 步驟31、將動臂位移傳感器、斗桿位移傳感器和鏟斗位移傳感器檢測到的動臂液壓缸、斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸的活塞桿實時位移值轉換為實時角位移； 步驟32、根據期望角位移確定動臂液壓缸、斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸的活塞桿目標位移值，目標位移值與通過動臂位移傳感器、斗桿位移傳感器和鏟斗位移傳感器檢測到的實時位移值作差，并進行PID運算； 步驟33、將PID控制量轉換為電流信號輸出給動臂控制閥、斗桿控制閥和鏟斗控制閥，進而驅動動臂液壓缸、斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸的活塞桿進行補償運動； 步驟四、在自動挖掘軌跡過程中，根據曲線分析動態特性和穩定特性，利用PD控制算法對活塞桿位移進行判斷，根據判斷結果執行后續作業； 步驟四具體包括： 步驟41、根據牛頓-歐拉動態平衡法的動力學方程，將動臂位移傳感器、斗桿位移傳感器和鏟斗位移傳感器檢測到的實際位移值寫入PLC控制器并轉化成相應的角位移，計算出Mq、和Gq的估計值和并通過作為新的輸入量來考慮非線性反饋控制律； 步驟42、計算軌跡誤差，通過設定權重KP和KV使軌跡誤差收斂； 軌跡誤差的公式： 得到： 其中，e為理論角位移qd與實際角位移q的誤差值，理論角速度與實際角速度的誤差值，為理論角加速度KP、KV為權重值。

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