懸臂式掘進機巷道斷面自動成形控制策略研究.pdf

1、目前在我國原煤生產(chǎn)行業(yè)中，懸臂式巷道掘進機的應用越來越廣泛。國內(nèi)掘進機巷道掘進中還是以司機手動操作為主，巷道斷面成形質量差，而且司機的安全系數(shù)低，導致巷道掘進效率低。掘進機的無人化或少人化操作是一個重要的發(fā)展方向。本文以懸臂式掘進機為控制對象，開展對巷道斷面自動成形控制的研究。
　　巷道斷面成形控制就是控制截割臂擺動。論文中對懸臂式掘進機的基本結構做了簡要介紹，重點對截割臂機構進行了描述。介紹了常見的巷道斷面的形狀，對斷面成形的截

2、割路徑進行規(guī)劃。對截割結構進行運動學分析，建立截割臂關節(jié)變量與截割頭在坐標系中位置之間的關系，并對方程求解，實現(xiàn)截割頭運行軌跡和截割臂關節(jié)空間運行軌跡的轉化，為截割軌跡的跟蹤控制提供目標運行軌跡。
　　論文中建立截割臂機構的動力學模型，為控制算法的設計提供模型基礎。根據(jù)系統(tǒng)中存在的多變量非線性等問題和斷面成形截割過程的重復性等，提出控制系統(tǒng)的對控制算法的幾點要求，并提出將迭代學習控制算法對截割臂進行控制。
　　論文中闡述了迭

3、代學習控制的基本原理，設計截割臂PD型迭代學習控制器，驗證了算法的收斂性，并對算法仿真分析，驗證了算法的有效性。針對系統(tǒng)中存在的非重復性擾動問題，設計截割臂的自適應迭代學習控制器，并對控制算法進行仿真分析，驗證了控制算法的有效性。
　　通過實驗室掘進機模擬試驗平臺來測試控制方法，制作搭建試驗平臺并設計控制系統(tǒng)，編寫斷面成形控制程序下載至控制器，模擬巷道斷面進行截割試驗并記錄相關的數(shù)據(jù)進行分析，驗證控制方法的有效性，使理論研究更好的