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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:巷道支护锚杆/锚索安装过程中,液压锚杆钻机钻臂通常人工控制,定位精度低,导致钻杆安装偏离设计位置,引起设备故障和巷道坍塌.因此,设计一种基于动态切换函数的滑模自适应摆角控制器.针对变频泵控液压锚杆钻臂旋转系统存在的诸多内外部干扰,设计自适应律和动态滑模控制器,有效降低抖振和抑制干扰.联合仿真实验表明,动态滑模自适应摆角控制能够有效克服诸多不确定性对系统的影响,无超调的准确跟踪设定值,满足煤炭安全规程中锚杆/锚索安装偏转角控制和巷道稳定支护的需求....
摘要:锚杆钻机作为巷道掘进支护的关键设备,其控制主要依赖于操作人员经验.不合理的钻机转速经常导致别杆、断杆等故障发生,大大降低了钻进效率.考虑到钻机回转系统固有的非线性和参数时变性,以及由多种因素引起的内外扰动,提出了锚杆钻机转速的头脑风暴最优自抗扰控制方法.该方法基于钻进围岩顶板条件,动态估计转速的给定值;为兼顾系统的动、稳态控制性能要求,采用头脑风暴优化算法实现自抗扰控制参数优化整定.基于Matlab和AMESim的联合仿真平台,面向单一围岩,考虑无扰和存在外部扰动的两种情况进行验证.实验表明,相比于已有最优PID控制方法,所设计的最优自抗扰控制器具有更好的动、稳态性能和更强的鲁棒性....
[专利] 发明专利 CN201910789146.1
中国矿业大学 2019-11-15
摘要:本发明针对阀控锚杆钻机钻臂电液系统,提出一种基于EKF的锚杆钻机钻臂摆角自适应滑模控制系统设计方法,用来解决电液伺服系统中存在的诸多影响因素,如阀死区非线性、参数不确定,以及未知负载扰动,并精确跟踪钻臂设定位置。通过引入平滑死区逆模型,设计死区预补偿器,以削弱死区对控制性能的不良影响。设计合适的滑模自适应律,以估计未知死区参数和消除负载扰动影响。另外,引入EKF估计系统噪声,并对钻臂位置进行预测,以降低滑模抖振。基于AMESim和MATLAB联合仿真结果表明:所设计控制器能够有效补偿死区效应,并消除负载扰动影响,同时能够使系统精确跟踪钻臂摆角设定位置,验证了所提控制策略的有效性。
[专利] 发明专利 CN201910347544.8
中国矿业大学 2019-06-28
摘要:一种变频泵控液压钻机钻臂摆角模糊PID控制方法,属于变频泵控技术领域。变频泵控液压钻机钻臂旋转系统,变频器将380V/50Hz工频交流电,转化成特定频率的电压信号,驱动异步电机;异步电机带动定量泵旋转,输出一定流量高压油;经过滤器、单向阀、换向阀,驱动双向液压马达旋转;进而,通过蜗轮/蜗杆减速机构带动钻臂发生偏转;随后,液压马达出油口的低压油经换向阀,流回到油箱。基于液压锚杆钻机钻臂摆角控制要求,构建变频泵控锚杆钻机钻臂旋转系统;建立新型钻机钻臂旋转系统的数学模型;适用于综掘巷道支护中锚杆/锚索的精确位置控制,在变频泵控钻机钻臂控制系统应用中具有较好的控制性能,同时验证了变频泵控钻臂旋转系统模型的正确性和有效性。
[硕士论文] 陆希望
控制工程 中国矿业大学;中国矿业大学(江苏) 2019(学位年度)
[专利] 发明专利 CN201810410589.0
中国矿业大学 2018-10-12
摘要:本发明公开了一种锚杆钻机推进回转系统及其协同自适应控制方法,以提高锚护速度和钻孔质量,首先,为抑制钻机系统非线性,增强钻进过程鲁棒性,对推进系统和回转系统单回路实施自抗扰控制。其次,给出一种基于钻机随钻信息的岩石硬度系数获取方法。最后,采用复合控制方式,根据预估的岩石硬度系数,确定钻机当次钻进的最优推进力和最优旋转速度,进而实现锚杆回转与推进系统的协同动作;在预估围岩硬度系数与实际值存在差异时,根据回转压力的低频滤波值,自适应调整最优推进力,增强锚杆钻机的自适应能力。
[专利] 发明专利 CN201810478099.4
中国矿业大学 2018-10-26
摘要:本发明公开了一种锚杆钻机推进力最优自抗扰控制方法,其特征是,包括如下步骤:步骤1)建立锚杆钻机推进系统数学模型;步骤2)利用钻机随钻信息,设定钻机当次钻进的最优推进力;步骤3)结合粒子群优化算法,设计最优自抗扰控制器;步骤4)基于Matlab和AMESim的联合仿真平台,验证所提锚杆钻机推进系统控制方法的有效性和合理性。本发明所达到的有益效果:本发明适用于锚杆钻机推进力的最优控制,解决了传统钻机控制对操作人员工作经验依赖性大的问题;钻机根据钻进围岩性状,自适应调整推进力,从而减少钻机断杆、别杆等故障,提高工作效率和掘进速度,为钻机自动化、智能化奠定基础。
[专利] 发明专利 CN201810045645.5
中国矿业大学 2018-07-06
摘要:本发明公开了一种变频泵控液压锚杆钻机钻臂摆角控制方法,基于钻机钻臂摆角控制要求,引入变频泵控技术,构建新型变频泵控锚杆钻机钻臂旋转系统。采用机理建模方法,建立新型钻机钻臂旋转系统的数学模型,分析系统特性,设计基于动态切换函数的钻臂摆角滑模自适应控制方法。本发明所达到的有益效果:本发明适用于综掘巷道支护中锚杆/锚索的精确位置控制,在变频泵控钻机钻臂旋转系统中具有较好的控制性能,能够有效克服系统中存在的诸多不确定性因素对系统的影响,鲁棒性更强,能够更好的满足煤炭规程中锚杆/锚索安装的偏转角控制需求,为实现锚杆/锚索的高精度定位与安装奠定实现基础。
[专利] 发明专利 CN201711334978.1
中国矿业大学 2018-06-15
摘要:本发明公开一种融合粒子群优化和Taylor级数展开的掘进支护支架超宽带定位方法,根据掘进支护支架的超宽带基站布局,构建其定位模型;将超宽带定位转化为一类优化问题,采用粒子群优化算法,全局寻优获得具有最小定位误差的定位点坐标;进而,以粒子群优化算法获得的最优定位点作为初始值,采用Taylor级数展开,通过迭代实现局部定位坐标寻优,得到定位点坐标的最优值。该定位方法精度高、易于实现,对掘进支护这类噪声环境下的超宽带定位具有较好的鲁棒性,应用前景显著。
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