单向示范刀采煤机记忆截割的模糊自适应PID控制仿真

针对采煤机载荷的随机性,调高机构的几何非线性以及单向信息采集的偏差.采用模糊自适应PID控制方法,实现采煤机双向截割滚筒高度的自动跟踪,给出了单向示范刀顶底板数字化模型与模糊自适应PID控制策略,在Matlab/Simulink环境下,对单向示范刀记忆模式的记忆截割曲线跟踪控制进行仿真,并给出误差曲线.仿真结果表明:下行截割曲线跟踪的综合误差近似为顶板数字化转换算法误差和控制系统跟踪误差的叠加.下行顶板数字化转换算法、控制系统算法及其综合误差满足工程要求,可为单向示范刀采煤机记忆调高系统设计提供理论基础.     

悬臂式掘进机仿形截割控制机理

为了解决悬臂式掘进机截割中超挖和欠挖问题,采用空间机构运动学和系统仿真的方法,建立了仿形截割的数学模型,确立了悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的关系,提出了使用数字液压缸来实现按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制机理,采用MATLAB仿真验证了截割头运动.研究表明,仿真结果曲线符合实际工况.研究结论科学地分析了掘进机仿形截割过程,为复杂环境下掘进机器人自动控制研究提供了理论依据.     

基于能耗最低的截割头结构参数模糊优化设计

以纵轴式部分断面掘进机的截割比能耗为目标函数,取截割头的直径、锥角、螺旋叶片升角等作为设计变量,给出了各参数的模糊约束条件,运用最优化水平截集法将掘进机截割头结构参数的模糊优化问题转化为非模糊优化问题,建立了基于能量消耗最低的截割头结构参数的非模糊优化的数学模型.利用该模型确定截割头的结构参数,可使截割头的结构参数设计更加合理,能进一步改善掘进机的截割性能,明显提高掘进机截割的经济效益.     

采煤机截齿力学特性优化的记忆截割系统

为实现采煤机记忆截割过程中截割轨迹的实时动态调节,采用理论分析与实验的方法,分析了采煤机滚筒截割过程中的受力情况,应用最小模糊度方法建立滚筒x、y、z轴受力的隶属度函数,根据采集到的截割力信号判定截齿的实时截割环境,采用模糊神经网络控制方法对传统的记忆截割系统进行优化,并通过实验验证系统的精确性与可靠性.研究结果表明:改进后的系统能优化采煤机的记忆截割路径,大大降低截齿的磨损,延长了滚筒的整体使用寿命,提高了综采工作面的生产效率.     

基于遗传算法优化的收获机割台高度模糊PID控制研究

针对传统控制算法在收获机割台高度控制系统中控制效果不佳的问题,设计了一种基于遗传算法优化的割台高度模糊PID控制系统,以实现割台高度的仿形自适应调控功能.将遗传算法与模糊PID控制相融合,通过遗传算法优化模糊控制规则,克服依靠专家经验整定PID控制参数的局限性,实现割台高度的最优控制策略.最后,运用MATLAB对系统控制性能进行仿真对比和分析,并在田间进行试验运行测试.结果表明,采用遗传算法优化模糊PID控制器是可行和有效的,割台高度控制误差小于1.3 cm,系统响应速度高于0.26 m/s,割台调控时间较现有玉米收获机提升约11％.割台高度仿形自适应控制系统,具有调节时间短、超调量小和控制精度高的优点,完全满足玉米收获机田间作业的设计要求.     

滚筒式采煤机记忆截割的数学原理

采煤机滚筒自动调高是实现采煤机械自动化的关键技术,记忆截割为主、传感器煤岩分界为辅的综合技术是其发展方向。基于记忆截割时采煤机姿态和牵引速度等因素的分析,采用密集等时间采样、稀疏等位移存储的方法,给出了等位移采样周期的确定方法及其指令式控制策略,建立了角位移和线位移传感器的检测数学模型,为选择传感器的类型和精度提供理论依据。依据记忆截割再现精度预测的必要性的论证和采煤机姿态产生偏差的修正方法,提出了适合记忆截割参数序列的灰色关联度新算法。同时,推导出不等作用面积液压缸的数学模型,给出了模糊控制系统原理和仿真框图。仿真结果表明,模糊控制器能有效控制电磁换向阀通断时间。研究成果为记忆截割技术实际应用奠定了理论基础。     

基于模糊信息融合的掘进机截齿磨损监测系统

为了实现对掘进机在截割过程中截齿磨损的实时在线监测,以可编程序控制器PLC(Programmable Logic Controller)为数据采集与处理核心,分别对掘进机在掘进过程中的电流信号、振动信号和声发射信号进行实时检测,采用模糊信息融合方法实现对各特征信号的模糊化、模糊规则查询以及解模糊处理,得到决策后截齿磨损精确量值。试验结果表明,基于模糊信息融合的截齿磨损监测系统测得的截齿磨损量与实测数据基本吻合,误差范围在8%以内,精确度和可信度较高。     

悬臂式掘进机断面轮廓监控系统

为了有效控制掘进机截割断面的准确性,建立了截割机构工作参数和巷道断面尺寸关系的数学模型,推导了悬臂转角、液压缸行程及截割头空间坐标的位置关系,并以8051f系列单片机为核心.开发了悬臂式掘进机断面轮廓的监控系统.该系统能够根据传感器采集的实时数据,精确控制悬臂的摆动行程,及时准确地计算截割头的位置和断面截割情况,实现了巷道断面截割的自动控制.     

悬臂式掘进机截割轨迹可视化监控

为解决悬臂式掘进机工作时产生的超挖和欠挖问题,设计了悬臂式掘进机截割过程可视化监控系统.该系统采用PC_Based Control技术的设计思想,建立了掘进机的截割坐标系,并给出了截割断面超限报警限的确定方法.利用数据采集卡PCI-1711L及VB可视化语言实现了悬臂式掘进机截割轨迹的可视化监控.该系统使操作者可以观察到截割头实际工作位置,从而减小超挖和欠挖,降低巷道施工成本,提高施工质量.     

采煤机截割部加载试验台设计

解决了采煤机截割部的可靠性问题.将二次调节加载系统应用到采煤机截割部加载系统的分析中,设计方案可行.针对采煤机的截割部模拟加载试验台,设计了一套新型的基于二次调节技术的液压伺服加载系统,根据该加载系统建立了的数学模型.根据数学模型利用仿真软件将截割部参数对系统的影响进行了分析.     

基于全局PID模糊滑模算法的机器人跟踪控制仿真

为了解决机器人跟踪控制过程中采用PID控制算法会出现抖动和误差的问题,提出一种机器人全局PID模糊滑模跟踪控制算法.通过将PID滑模控制和模糊控制相结合,设计了全局PID模糊滑模控制;基于模糊规则,对滑模控制增益进行自适应调整,从而消除建模误差和干扰,削弱了控制时产生的抖振、在线调整控制器参数和估计误差,并通过积分来消除外界干扰,因此提高了控制精度.仿真结果表明,与常规的PID算法相比,该方法在处理控制抖动和消除误差和干扰方面具有极高的鲁棒性.     

镐型截齿截割煤岩动力系统的混沌特征

采煤机截割工作机构与煤岩作用系统的复杂性、非线性、模糊性和耗散性,导致了截齿截割负载具有很强的不确定性。应用分形和混沌理论研究截割阻力曲线的定量描述及混沌特征,依据煤岩的应力与应变的关系曲线和煤岩的分形损伤刚度,给出煤岩跃进破碎的条件,从混沌分形的角度给出截割动力系统的截割性能评价指标和系统演变混沌状态的数学关系,同时建立截割动力系统的数学模型。通过模拟仿真,结果表明：截割动力系统在不同的分叉参数下,其相轨迹具有时间遍历性和混沌特征,实现了混沌模拟负载信号的仿真。截割动力系统特性研究对开发高效截割工作机构等有着重要的意义。     

基于模糊PID的移动机器人控制系统的设计

利用牛顿-欧拉的方法建立了轮式移动机器人的动力学模型,为保证模型的精确性考虑了电机的动力学特性.针对传统的PID控制方法对数学模型要求较高的缺点引入了一种模糊PID控制策略.文中详细的给出了控制算法实现步骤,即模糊化,模糊规则的制定,模糊推理,解模糊.最后介绍了系统的软硬件构架.     

基于改进模糊神经网络的PID参数自整定算法

针对传统的PID控制算法参数整定困难,控制效果并不理想,将神经网络算法、模糊控制算法结合在一起,形成了模糊神经网络PID参数自整定算法,并且对模糊神经网络进行改进,将神经网络输入的状态变量进行模糊化和归一化处理,采用BP神经网络自整定PID控制器的参数,根据RBF神经网络得到受控对象的Jacobian信息。仿真结果表明,基于模糊神经网络的PID自整定控制效果较好,具有一定的应用前景。     

巷道断面成形轨迹的多目标蚁群规划方法

针对现有的巷道断面轨迹规划方法优化目标单一且忽略巷道煤岩分布特征的问题,综合考虑最佳成形质量和最低截割能耗,以巷道断面煤岩分布和掘进设备特性作为约束,构建截割轨迹多目标规划模型,提出一种改进的多目标蚁群算法,以实现模型求解．在算法中,为了避免随机初始化成形轨迹而导致的搜索效率低且轨迹不可行程度高等问题,抽取轨迹自身先验知识,设计初始信息素不均匀分配策略;提出一种基于目标重要性系数的自适应调节策略,防止搜索陷入局部最优和搜索停滞．基于实际巷道断面的夹矸分布的复杂性,设置了四种巷道断面仿真环境,对所提策略中参数的重要性及策略自身的有效性进行验证,结果表明：与其他四种算法相比,所提算法具有较好的收敛性和分布性,在巷道断面成形轨迹规划问题中可以获得较优的解．     

掘进机截割头齿座的机器人自动定位技术

为提高悬臂式掘进机截割头上截齿的定位精度,改进截割头制造质量,根据截齿在截割头表面的排列形式,分析齿尖的定位方法和截齿空间姿态的确定过程,提出并研制一种基于截割头设计方法的齿座定位专用机器人系统,介绍了将截齿定位设计坐标系转换为专用机器人制造坐标系的方法。通过控制串联式机器人手部关节的旋转与回转台的翻转,实现了截齿空间姿态设计参数与制造参数的统一;通过重力自定位原理,实现了齿座相对机器人手部的自动精确定位,有效降低了机器人调试过程的复杂性。此外,通过模拟机器人自动制造过程,分析了不同制造工艺路线对截割头齿座定位工作效率的影响。研究结果表明,采用机器人自动定位技术能有效提高截割头齿座定位精度,合理的制造工艺路线能有效提高截割头制造效率。     

基于PID控制的跑步机器人控制算法研究与分析

如何提高学生参加长跑锻炼的兴趣,有效提高他们的耐力素质,是体育工作者不断探索的重要问题。本文提出了一种基于PID控制的跑步机器人控制算法。基于关节角度误差参数及运行误差的变化机器人,结合实际运行经验,建立了模糊规则表,PID参数自整定在线仿真。实验结果表明:PID控制方法具有良好的控制效果,能够使跑步机器人平稳地运动,实现对步态跑步机器人的初始控制。     

基于模糊PID的智能小车控制算法研究

智能小车自动寻迹过程中,方向控制与速度控制都存在高度非线性的问题。采用模糊PID控制算法,实现了对方向和速度的优化控制,即采用模糊PD算法对智能小车方向进行控制,采用模糊PID算法对速度进行控制。该方案运用于智能车控制系统,克服了传统PID控制的不足,通过模糊规则进行推理决策,实现了PID参数的实时优化。     

灰色预测模糊自调节PID控制器及其仿真

结合灰色预测、模糊自调节与传统PID控制的设计思想,提出灰色预测模糊自调节PID控制算法.该算法用系统输出误差和系统输出预测误差合成的综合误差作为PID控制器的输入,同时模糊自调节系统又能根据综合误差及其变化率来调整PID参数.仿真结果表明,与模糊自调节PID控制器相比,该控制器具有良好的动态性能和鲁棒性.     

基于FUZZY推理的自调整PID控制器设计

在工业控制过程中,由于被控参数具有时变、非线性、不确定等因素,常规的PID控制算法难以满足要求,本文通过对模糊规则进行推理和决策,提出了在线整定PID控制器三个参数的方法.从而对各种被控对象、不同控制指标都能实现PID的最佳调整,取得理想的控制效果.