超前支护支架双缸同步控制方法

发布时间：2020-06-09 21:26

【摘要】：综掘巷道中,为了防止空顶顶板失稳,通常采用液压迈步式超前支护支架对顶板进行临时支护。为保证该支护装备在复杂的巷道环境中能够实现自主交替迈步,常常采用两个液压移架油缸刚性连接该支护装备的两套支撑组。然而,由于实际的液压系统一般存在阀的死区、油温的漂移等时变特性,以及横纵梁铰链处摩擦难以建模等不确定因素的影响,两个移架油缸往往很难保持位移同步,直接影响支护的前向位移精度和支护的效率。为此,控制两个移架油缸的位移,保证其位移同步是提高支护位移质量和支护效率的关键。另外,相关研究表明,液压管道的配置特性对液压系统,乃至双缸同步系统具有重要影响。因此,针对双缸同步系统,如何有效削弱管道配置差异性对双缸同步系统的影响,也是提高同步性能的核心问题。针对不考虑管道配置因素下的移架油缸同步控制问题,提出基于模糊自整定PID的双缸同步控制方法。首先,对比分析常用电液伺服系统的控制结构及其控制策略的优缺点;然后,根据已有控制方法的特性,结合模糊控制和经典PID控制的优点,提出基于模糊自整定PID的移架油缸同步控制方法;最后,基于AMESim和Matlab的联合仿真平台,仿真结果表明所提控制方法的有效性。面向存在管道配置差异的阀控移架油缸同步控制问题,提出双缸管道差异配置下的同步-解耦自适应滑模控制方法。首先,在前一部分的基础上,着重对液压管道的动态特性进行了建模分析,并建立了考虑管道配置的双缸同步系统数学模型;其次,基于该同步系统中存在的耦合特性,采用补偿器解耦方式对该系统数学模型进行了必要的解耦;再次,针对解耦后子通道模型仍存在未建模以及不确定性因素等特性,提出液压油缸位移自适应滑模变结构控制策略;最后,基于AMESim和Matlab的联合仿真平台,在不同工况场景下的实验验证了进行管道研究的必要性和所提控制策略的有效性和优越性。为实现超前支护支架装备的机器人化、少人化奠定理论基础。
【图文】：

效果图,纵梁,横梁,油缸

支架俯视效果图（1，，2-液压移架油缸，3-主支撑组，4-副支撑梁，7,8-副支撑组的纵梁，9-主支撑组的横梁，10-副支撑组的横he overlooking schematic diagram of hydraulic support (1,2-hydraulicn support group, 4-auxiliary support group, 5,6-longitudinal beam of mitudinal beam of auxiliary support group, 9-beam of main support grouof auxiliary support group )撑组结构图（1-电动机，2-液压泵，3-电液伺服阀，4-立柱油缸纵梁，6-支撑组横梁）he structure of the main/auxiliary support group（1-motor,2-hydrauliraulic servo valve, 4-support-column cylinder, 5-longitudinal beam, 6

效果图,纵梁,油缸,横梁

2 液压迈步式超前支护支架同步系统建模架俯视效果图（1，2-液压移架油缸，3-主支撑组，4-副支撑，7,8-副支撑组的纵梁，9-主支撑组的横梁，10-副支撑组的横overlooking schematic diagram of hydraulic support (1,2-hydraulpport group, 4-auxiliary support group, 5,6-longitudinal beam of inal beam of auxiliary support group, 9-beam of main support groof auxiliary support group )
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD353;TP273

【参考文献】