液压挖掘机是功能最典型、结构最复杂、用途最广泛的工程机械之一，被广泛用于水利工程、交通运输、电力工程、矿山采掘等常规化机械施工和救灾现场中。其工作装置是挖掘机完成动作的直接实施者，对其控制系统的要求比较高。目前在挖掘机工作装置的控制系统建模及控制算法上已经有了比较全面的研究，但是在挖掘机运动控制过程的研究中还存在着以下几个典型的问题：　　1）由于重力作用的影响，当挖掘机在空载和载荷时，系统的动态特性是不一样的；　　2）在挖掘机机械臂的伸缩过程中，惯性和液压驱动会造成系统的动态特性改变。　　在挖掘机作业时，无论是空中运动还是挖掘作业，系统的一些参数会在大范围内改变，导致自动控制过程中挖掘机臂的抖动，即根据工程简化得到的挖掘机控制系统模型不能体现运动过程全域的动态特性，而且由于参数固定，控制器无法达到预期的效果。因此在挖掘机作业的整个工作域上，对其控制系统进行分析研究是十分必要的。　　本文在考虑挖掘机有无载荷的情况下，对挖掘机臂的伸缩过程中的控制系统进行了全域的建模与分析（以动臂为例）：　　1）选择阀门开度、关节的位置角度以及运动方向作为系统的调度变量，结合各个典型工作点的实测数据，通过神经网络辨识调度变量与模型参数之间的关系，得到全域LPV模型，模型的参数随着调度变量的改变而变化，并在全域内准确、有效。　　2）基于已获得的LPV模型，提出了变增益H∞控制方法，利用凸分解技术得到 LPV模型的凸多面体，采用线性矩阵不等式（LMI）技术对凸多面体各顶点分别设计满足H∞性能的反馈增益，再利用各顶点设计的反馈增益综合得到全域有效的LPV控制器，并与传统的控制方式比较，该控制器在系统动态特性变化（体现为调度变量的变化）时具有很好的控制性能。　　本文以液压挖掘机ZAXIS120为研究对象，提出的研究方案不仅得到了挖掘机在空中运动时的全域模型，并且通过仿真实验证明模型准确有效，而且基于该模型设计的H∞控制器在系统外部参数变化时仍具有良好的动态性能。