液压挖掘机在矿山、建筑业等领域中有着重要的地位。为了提高挖掘机的工作效率、改善其工作特性、缩短循环周期、降低能源消耗、改善工作环境及减轻操作强度,挖掘机器人无疑是未来的发展方向。对挖掘机工作装置的运动控制是实现自动挖掘的基础,因此,本课题主要对挖掘机器人工作装置的运动控制系统进行研究,目标是在给定铲斗期望运动轨迹的情况下,对挖掘机的工作装置的运动进行控制,实现对期望轨迹跟踪。　　 本文利用机器人技术、液压控制技术、自动控制理论对挖掘机工作装置的运动控制系统进行研究,主要完成如下四个方面工作:　　 (1)液压挖掘机的改造:为实现挖掘机的工作过程控制,在原液压系统的基础上,增加比例减压阀作为先导阀,控制主阀以实现挖掘机各执行液压缸的位置控制,并建立了液压控制系统的数学模型。　　 (2)建立了挖掘机工作过程的运动学和动力学模型:建立了挖掘机械臂的运动学方程,实现了的目标轨迹与工作装置的目标转角、液压缸的长度联系变换；利用拉格朗日方程,建立工作装置的动力学模型,并进行了各工作臂连杆和液压缸的受力分析。　　 (3)轨迹规划方法研究:在分析比较机器人轨迹规划方法的基础上,提出实现时间基准进行轨迹规划的原则,设定铲斗末端轨迹,控制各个关节的运行轨迹的跟踪控制方案。并利用matlab软件对挖掘机直线运动轨迹规划进行仿真,得到了指定铲斗末端轨迹下的各液压缸位置,速度和受力。　　 (4)基于轨迹规划的PID控制:利用PID控制技术设计出挖掘轨迹控制系统,应用Matlab对三液压缸驱动的挖掘机运动轨迹跟踪进行了仿真,证明了本文理论研究的有效性。