鈷結(jié)殼采礦車行走路徑控制研究.pdf

1、富鈷結(jié)殼是一種極具經(jīng)濟價值和戰(zhàn)略意義的海洋礦產(chǎn)資源。由于富鈷結(jié)殼富存于海山表面，所處地形地貌極其復(fù)雜，開采極為困難。本論文針對鈷結(jié)殼采礦系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一的采礦車行走路徑控制問題進行了研究。本文主要研究工作如下:
　　 1.采用了車體轉(zhuǎn)向式鉸接履帶車為鈷結(jié)殼采礦車行走方案，構(gòu)建了采礦車動力學模型，提出了采礦車直線行走控制方案。
　　 2.分析了障礙物和采礦車特性對路徑規(guī)劃的影響，采用了障礙物膨化處理和鏡像路徑曲線的方法，設(shè)

2、計了采礦車路徑規(guī)劃總體方案，確定了遺傳算法的路徑編碼方式、路徑基因初始種群設(shè)定、路徑適應(yīng)度函數(shù)和遺傳操作等基本環(huán)節(jié)，設(shè)計了基于遺傳算法的避障路徑規(guī)劃最優(yōu)化方案，采用VC++6.0語言，實現(xiàn)采礦車避障最優(yōu)化路徑規(guī)劃仿真，仿真表明，經(jīng)過40代迭代運算可規(guī)劃出較優(yōu)的避障路徑，說明所設(shè)計的基于遺傳算法的采礦車局部路徑規(guī)劃算法的可行性和有效性。
　　 3.建立了以流量補償和滑轉(zhuǎn)率實時控制為內(nèi)環(huán)和模糊控制路徑偏差為外環(huán)的采礦車行走路徑跟蹤控

3、制模型，設(shè)計了模糊邏輯控制器、速度換算模塊、滑轉(zhuǎn)率補償與控制模塊、流量穩(wěn)定控制模塊、液壓系統(tǒng)模塊、位置和方位角模塊、路徑比較和位置偏差模塊。
　　 4.開展了采礦車的啟動、直線路徑跟蹤及過單邊障礙三種工況仿真分析，仿真表明，所設(shè)計的控制算法能有效地消除方位角誤差和橫向位移偏差，可實現(xiàn)采礦車直線路徑跟蹤。
　　 5.進行了采礦車的直線行走實驗和跨單邊障礙行走實驗。實驗表明，采礦車按預(yù)定路徑行走效果良好，說明，所設(shè)計的控制器