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综掘迎头巷道冒顶、片帮事故频发,且掘进效率低下,采用支护设备对迎头巷道进行临时支护,然而,本文研究对象迈步式超前支护液压支架在临时支护过程中,难以保证姿势平衡和初撑力精确,影响了支护的快速性和有效性。因此,调节液压支架水平和精确控制初撑力成为提高支护质量的重要保证。本论文围绕国家重点基础研究发展计划项目“深部煤层机器人化安全高效支护原理及实现方法”第六子课题(子课题编号:2014CB046306-2)展开研究,在查阅和调研诸多文献资料的基础上,结合实地调研、仿真分析等相结合的方法,对迈步式超前支护液压支架支撑控制方法进行了研究,主要工作内容包括: (1)提出了该液压支护平台的异步自抗扰平衡控制方法。首先,借鉴平台传统四缸同步控制方法,提出逐高双向异步控制方法,基于此方法得到每一立柱油缸位移解耦后的期望值;然后,根据比例伺服阀控立柱油缸位移系统特性,设计了自抗扰控制器,保证每一立柱油缸的位移在复杂工况下精确的达到期望值;最后,将所提方法应用于煤矿综掘巷道迈步式超前支护液压支架调平中,建立了基于Matlab和AMESim的仿真系统。不同场景的仿真结果表明,液压支护平台在负载和倾角突变时,所提方法仍能很好的保持液压支护平台的平衡,且具有比传统PI控制以及GM(1,1)灰色预测控制更优越的动态性能。 (2)提出了基于状态观测器的初撑力自适应滑模控制方法。首先,根据迈步式超前支护液压支架支护平台压力控制系统的组成,建立系统的广义被控对象模型;然后根据比例溢流阀控立柱油缸压力系统特性,设计了基于状态观测器的自适应滑模控制器,保证精确控制每一立柱油缸的压力;将所提方法应用于煤矿综掘巷道迈步式超前支护液压支架的初撑力选取和控制中,建立了MATLAB和AMESim的立柱油缸压力控制仿真系统,仿真结果表明在狭小空间的综掘巷道和强烈外负载干扰情况下,本文所提方法更有优越的动、稳态性能。