懸臂式掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、懸臂式掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)面臨掘進(jìn)環(huán)境惡劣，粉塵、水霧、煤層特性的不斷變化等工況，造成截割斷面成形質(zhì)量差、工作效率低、能量損耗大等實(shí)際問(wèn)題。對(duì)于以上問(wèn)題，本文以PLC為主控單元，根據(jù)操作人員輸入的斷面形狀和參數(shù)完成巷道斷面自動(dòng)截割成形，同時(shí)通過(guò)截割電機(jī)反饋電流控制實(shí)現(xiàn)其恒功率調(diào)速。
　　本文在剖析了很多相關(guān)方面資料后，先通過(guò)測(cè)量計(jì)算得到了掘進(jìn)機(jī)模擬作業(yè)時(shí)截割頭中心所處空間坐標(biāo)系下的位置和驅(qū)動(dòng)油缸的伸縮長(zhǎng)度，以及懸臂在水平和垂直方向上擺

2、動(dòng)角，并建立其空間數(shù)學(xué)模型；其次針對(duì)當(dāng)前煤礦巷道中普遍存在的斷面形狀，設(shè)計(jì)了截割控制的實(shí)際工藝路徑；最后分析了懸臂式掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)以及作業(yè)情況，且根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)搭建起了巷道斷面自動(dòng)截割控制的數(shù)學(xué)模型。為接下來(lái)的截割斷面成形仿真和自動(dòng)截割控制系統(tǒng)提供了可靠的理論依據(jù)。
　　另外，為了使懸臂式掘進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn)恒定功率的智能控制，本文在基于遺傳算法的前提下得出了新型的改進(jìn)模糊控制策略，該控制策略是通過(guò)遺傳算法對(duì)模糊控制器進(jìn)行優(yōu)化，使模糊控制器

3、的參數(shù)可運(yùn)行于在線自行調(diào)整的功能下，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的實(shí)時(shí)響應(yīng)。通過(guò)對(duì)掘進(jìn)機(jī)懸臂運(yùn)動(dòng)的仿真，比較了傳統(tǒng)與新型的模糊控制策略，得到基于遺傳算法優(yōu)化后的模糊控制策略在恒功率控制上很好的削弱了其對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的敏感性，同時(shí)提升了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，增強(qiáng)了整體系統(tǒng)的魯棒性。
　　最后，針對(duì)西安煤礦機(jī)械有限公司的EBZ260型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，本文分別對(duì)其硬件及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其廠內(nèi)模擬運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出本文的控制策略運(yùn)用在懸臂式掘