掘進(jìn)機(jī)智能行走控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、伴隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)的革新成為礦山機(jī)械面臨的巨大挑戰(zhàn)。依靠傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)雖然可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，但是只能在一定程度上滿足上述要求，機(jī)械仍然要靠司機(jī)的手工操作，這樣就造成了司機(jī)勞動(dòng)程度大、舒適性差而且勞動(dòng)生產(chǎn)率低。巷道掘進(jìn)機(jī)的一大發(fā)展趨勢(shì)是向智能化方向發(fā)展，開發(fā)研制自動(dòng)掘進(jìn)機(jī)是解決該問題的必然方向。實(shí)現(xiàn)智能化掘進(jìn)的前提是必須實(shí)現(xiàn)行走的智能控制。
　　 本文結(jié)合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于AT91SAM9G20與C805

2、1F040為核心的掘進(jìn)機(jī)智能行走控制系統(tǒng)，該智能控制系統(tǒng)能根據(jù)掘進(jìn)機(jī)當(dāng)前位姿與預(yù)定軌跡上關(guān)鍵點(diǎn)位姿間的誤差來自動(dòng)的調(diào)整，保證掘進(jìn)機(jī)始終能在允許的誤差范圍內(nèi)行走，從而達(dá)到智能行走的效果。
　　 首先，給出了基于AT91SAM9G20和C8051F040為核心的掘進(jìn)機(jī)智能行走控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。
　　 其次，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)了掘進(jìn)機(jī)智能行走控制系統(tǒng)的的各個(gè)模塊，主要包括了數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊、控制模塊。對(duì)各個(gè)模

3、塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明。
　　 然后，建立了履帶式掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，推導(dǎo)出了掘進(jìn)機(jī)位姿與左右履帶速度間的關(guān)系，研究了基于位姿誤差和速度的控制策略，并對(duì)控制律的穩(wěn)定性進(jìn)行了證明，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制策略。并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制策略的有效性。
　　 最后對(duì)系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)環(huán)境的搭建進(jìn)行說明，通過實(shí)驗(yàn)測試對(duì)算法的不足進(jìn)行改進(jìn)，采用多級(jí)閾值結(jié)合、并加入異常處理的方式，對(duì)掘進(jìn)機(jī)的行走進(jìn)行控制，并進(jìn)一步驗(yàn)證了改進(jìn)后控制算法的有