掘进机截割臂自适应截割控制策略研究

作     者：王东杰 王鹏江 李悦 郭明泽 郑伟雄 沈阳 吴淼 WANG Dongjie;WANG Pengjiang;LI Yue;GUO Mingze;ZHENG Weixiong;SHEN Yang;WU Miao

作者机构：中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第33卷第20期

页      面：2492-2501页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51874308)。 

主　　题：掘进机 径向基函数神经网络 截割臂摆速控制 遗传算法 模糊控制 

摘      要：针对井下掘进机截割智能化程度低、截割臂摆速不能根据煤岩硬度进行自适应调节的问题,提出了一种基于多传感器信息的掘进机截割臂自适应截割控制策略。以截割电机电流、截割臂驱动油缸压力、截割臂振动加速度作为煤岩截割载荷识别依据,采用径向基函数神经网络设计了截割载荷信号识别器,为截割臂摆速调控提供准确依据;针对复杂且具有时变性的截割臂摆速调控系统,设计了基于遗传算法优化的模糊PID智能控制器,实现对截割臂摆速的高效调控。建立了掘进机截割臂数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建了截割臂自适应截割仿真控制系统,仿真结果表明,控制系统具有较快响应速度及较高控制精度。基于贝加莱Automation Studio软件搭建掘进机机载自适应截割控制系统,在石家庄煤矿机械有限公司模拟巷道中采用EBZ135型掘进机进行了模拟截割实验,实验结果表明,所提出的控制策略能够根据截割载荷变化实现对截割臂摆速的高效自适应调控。