悬臂式掘进机截割部恒功率调速控制系统研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jeffersonvon
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目前,在我国乃至全世界的矿业生产中,部分断面掘进机的应用已经相当广泛了。本文针对的研究对象是在煤矿的井下被广泛用来掘进巷道的悬臂式掘进机,所要解决的主要问题是针对煤岩分布不同的工况如何自动调整掘进机悬臂的摆动速度,进而达到截割电动机的恒功率控制。本文所针对的机型是EBJ-132A型纵轴式掘进机,在研究过程中,通过该机型工作机构的主要参数,结合巷道断面的尺寸关系,建立相关的数学模型。通过对传统的液压缸行程检测和控制的分析,引出对数字液压缸的应用,用其对悬臂式掘进机截割机构的工作液压机构进行行程控制。针对机掘巷道内同一个断面煤岩共存的特殊工况,提出了根据工况实时的调整水平回转油缸和升降油缸的进给速度的方案,从而实时的控制悬臂的摆动速度,以此达到截割电动机保持额定功率恒定。当功率保持恒定,截割硬度较小的煤时,提高进给速度,降低进给力,截割硬度较大的煤或半煤岩时,则要降低进给速度,提高进给力。本文在对遗传算法和模糊控制进行分析的基础上,针对掘进机截割机构恒功率控制系统,提出了基于遗传算法优化,运行参数可在线进行自调整的模糊控制器,该模糊控制器可以根据系统的控制进程实时的对其参数进行在线的自动调整。与传统的参数固定的模糊控制器相比较,其对系统动态性能和稳态性能都有明显的提高,适应性较强,可以运用在各种不同的控制对象上。利用MATLAB软件所建立模型进行仿真,对其动态稳态特性进行研究,分析系统的可行性。结果表明,该调速系统能根据截割煤岩特性的不同自动调节悬臂摆动速度,降低了掘进机功率损失、提高了工作效率,响应速度快,精度高,具有良好的控制特性,从而提高了掘进机对负载变化和复杂工况的适应能力,为进一步改进悬臂式掘进机调速系统提供了依据,也为不久的将来实现巷道内掘进的自动化、无人化提供了可行的方案。
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