掘进机器人控制算法研究
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摘要
随着科技的不断发展和社会生活的进步,人们越来越对地下巷道施工及作业的安全性和舒适性提出了更高的要求。掘进机在地下工程和采矿工程中大量使用,并不断的向自动化,无人化和智能化方向发展。
本文首先对自动掘进系统的机构进行了分析,并给出了掘进机自动掘进过程的运动学数学模型。并对掘进机器人截割头位姿与回转台转角,升降铰接耳转角等参数关系进行分析,并对部分断面掘进过程的路径进行规划。进而实现跟踪控制和截割控制。并介绍了介绍了几种智能控制方法几种工程应用的神经网络控制方法,以实现液压系统非线性过程的辨识以实现恒功率截割过程的控制。
Develops and the social life progress unceasingly along with the science and technology, the people more and more set a higher request to the underground passage construction and the work security and comfortableness. Mechanical boring machine in understructure work and mining engineering massive uses, and unceasing to automation, does not have the hominization and the intellectualized direction develops. This article first has carried on the analysis to the automatic tunneling system's organization, and has given the mechanical boring machine automatic tunneling process kinematics mathematical model. And to a tunneling robot cutting pose and the rotary abutment corner, rises and falls parameter relations and so on hinge ear corner to carry on the analysis, and carries on the plan to the partial cross section tunneling process's way. Then realizes the follow-up control and cuts the control. And introduced introduced several intelligent control method, several project application neural network control method realizes the hydraulic system misalignment process identification to realize the permanent power cutting process control.
本文首先对自动掘进系统的机构进行了分析,并给出了掘进机自动掘进过程的运动学数学模型。并对掘进机器人截割头位姿与回转台转角,升降铰接耳转角等参数关系进行分析,并对部分断面掘进过程的路径进行规划。进而实现跟踪控制和截割控制。并介绍了介绍了几种智能控制方法几种工程应用的神经网络控制方法,以实现液压系统非线性过程的辨识以实现恒功率截割过程的控制。
Develops and the social life progress unceasingly along with the science and technology, the people more and more set a higher request to the underground passage construction and the work security and comfortableness. Mechanical boring machine in understructure work and mining engineering massive uses, and unceasing to automation, does not have the hominization and the intellectualized direction develops. This article first has carried on the analysis to the automatic tunneling system's organization, and has given the mechanical boring machine automatic tunneling process kinematics mathematical model. And to a tunneling robot cutting pose and the rotary abutment corner, rises and falls parameter relations and so on hinge ear corner to carry on the analysis, and carries on the plan to the partial cross section tunneling process's way. Then realizes the follow-up control and cuts the control. And introduced introduced several intelligent control method, several project application neural network control method realizes the hydraulic system misalignment process identification to realize the permanent power cutting process control.
引文
[1]陈淑莲,黄日恒.悬臂式掘进机[M].徐州:中国矿业大学出版社,1996.
[2] (苏)B.N.索洛德,等.采矿机械和自动化机组.刘福棠,翟培祥,等译[M].北京:煤炭工业出版社,1989.
[3]李贵轩,李晓豁,刘蕴章.掘进机械设计[M].辽宁:阜新矿业学院出版社,1992.168~192.
[4]霍伟.机器人动力学与控制.[M].北京:高等教育出版社,2005.5~31.
[5]蔡自兴.机器人学.[M].北京:清华大学出版社,2000,54~59.
[6]熊有伦.机器人技术基础.[M].武汉:华中科技大学出版社,1996,94~113.
[7]徐缤昌,阙志宏.机器人控制工程.[M].西安:西北工业大学出版社,1991,134~151.
[8]王耀南.机器人智能控制工程.[M].北京:科学出版社,2004,83~111.
[9]吴微.神经网络计算.[M].北京:高等教育出版社,2003,41~46.
[10]王耀南.智能控制系统.[M].长沙:湖南大学出版社,2006,180~189.
[11]李国勇.智能控制及其MATLAB实现.[M].北京:电子工业出版社,2005,18~37.
[12]季厌浮,孙桂兰,张绍兵.EBJ-132A型掘进机工作机构控制系统的研究.[J].
[13]魏景生,吴淼,刘建功.掘进机智能型自动成形恒功率截割控制系统的研究与应用.[J].工矿自动化学报,2009(7).118~123.
[14]В.И.索洛德,В.И.查依柯夫,К.М.彼尔沃夫.刘福棠,翟培祥,刘以正译.采矿机械和自动化机组[M].北京:煤炭工业出版社,1987. 2
[15]李晓豁.掘进机截割头设计与研究[M].北京:中国华侨出版社,1997.12
[16] Simmons,Marvin. Performance of Roadheaders at Harlan,Ky,Diversion Tunnels International[J].Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstacts,1993,30(7). 1491~1496
[21]汪炳青.国内首套掘进机定位控制系统研发成功.[J].中国矿业学报,2009(4),第B03版.
[22]刘建功,吴淼,魏景生.悬臂掘进机自动截割控制关键技术.[J].煤炭科技·机电与信息化,2008(12),54~57.
[23]胡宁.掘进机自动掘进系统的研究与应用.[D].重庆:重庆大学,2006.6
[24]霍族亮.悬臂式掘进机电液控制系统研究与仿真.[D].山东:山东科技大学,2006.5
[25]郭丹丹.纵轴式掘进机仿形截割理论研究.[D].辽宁阜新:辽宁工程技术大学,2006.12
[26]宁仲良,张士勇.悬臂式掘进机巷道自动成形控制初探.[J].煤矿机电,2004(1),10~15
[27]李晓豁,韩宇飞.纵轴式掘进机截割的功率谱分析[J].中国工程机械学报,2007,5(2).134~137
[28]李建平,唐远炎.小波分析方法的应用[M].重庆大学出版社,1999
[29]陆爽,李萌.基于小波神经网络的滚动轴承故障诊断[J].化工机械,2004,31(3).155~158
[30]李辉,宋智勇,孙丰瑞.基于小波包—包络分析的故障特征提取方法[J].振动、测试与诊断,2003,23(4).291~294
[31]聂伟荣,郭亚军.基于小波包的地面运动目标信号特征提取[J].第十二届引信学术年会,2001,(08).430~434
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