懸臂式掘進(jìn)機(jī)巷道斷面自動(dòng)成形控制策略研究.pdf

1、目前在我國(guó)原煤生產(chǎn)行業(yè)中，懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)巷道掘進(jìn)中還是以司機(jī)手動(dòng)操作為主，巷道斷面成形質(zhì)量差，而且司機(jī)的安全系數(shù)低，導(dǎo)致巷道掘進(jìn)效率低。掘進(jìn)機(jī)的無(wú)人化或少人化操作是一個(gè)重要的發(fā)展方向。本文以懸臂式掘進(jìn)機(jī)為控制對(duì)象，開(kāi)展對(duì)巷道斷面自動(dòng)成形控制的研究。
　　巷道斷面成形控制就是控制截割臂擺動(dòng)。論文中對(duì)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)要介紹，重點(diǎn)對(duì)截割臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行了描述。介紹了常見(jiàn)的巷道斷面的形狀，對(duì)斷面成形的截

2、割路徑進(jìn)行規(guī)劃。對(duì)截割結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立截割臂關(guān)節(jié)變量與截割頭在坐標(biāo)系中位置之間的關(guān)系，并對(duì)方程求解，實(shí)現(xiàn)截割頭運(yùn)行軌跡和截割臂關(guān)節(jié)空間運(yùn)行軌跡的轉(zhuǎn)化，為截割軌跡的跟蹤控制提供目標(biāo)運(yùn)行軌跡。
　　論文中建立截割臂機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，為控制算法的設(shè)計(jì)提供模型基礎(chǔ)。根據(jù)系統(tǒng)中存在的多變量非線(xiàn)性等問(wèn)題和斷面成形截割過(guò)程的重復(fù)性等，提出控制系統(tǒng)的對(duì)控制算法的幾點(diǎn)要求，并提出將迭代學(xué)習(xí)控制算法對(duì)截割臂進(jìn)行控制。
　　論文中闡述了迭

3、代學(xué)習(xí)控制的基本原理，設(shè)計(jì)截割臂PD型迭代學(xué)習(xí)控制器，驗(yàn)證了算法的收斂性，并對(duì)算法仿真分析，驗(yàn)證了算法的有效性。針對(duì)系統(tǒng)中存在的非重復(fù)性擾動(dòng)問(wèn)題，設(shè)計(jì)截割臂的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器，并對(duì)控制算法進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了控制算法的有效性。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)室掘進(jìn)機(jī)模擬試驗(yàn)平臺(tái)來(lái)測(cè)試控制方法，制作搭建試驗(yàn)平臺(tái)并設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，編寫(xiě)斷面成形控制程序下載至控制器，模擬巷道斷面進(jìn)行截割試驗(yàn)并記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，驗(yàn)證控制方法的有效性，使理論研究更好的