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公开(公告)号：CN110456646B
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN201910789146.1
申请日：2019-08-23
申请人： 中国矿业大学 , 煤炭科学研究总院 , 中国矿业大学(北京)
摘要： 本发明针对阀控锚杆钻机钻臂电液系统，提出一种基于EKF的锚杆钻机钻臂摆角自适应滑模控制系统设计方法，用来解决电液伺服系统中存在的诸多影响因素，如阀死区非线性、参数不确定，以及未知负载扰动，并精确跟踪钻臂设定位置。通过引入平滑死区逆模型，设计死区预补偿器，以削弱死区对控制性能的不良影响。设计合适的滑模自适应律，以估计未知死区参数和消除负载扰动影响。另外，引入EKF估计系统噪声，并对钻臂位置进行预测，以降低滑模抖振。基于AMESim和MATLAB联合仿真结果表明：所设计控制器能够有效补偿死区效应，并消除负载扰动影响，同时能够使系统精确跟踪钻臂摆角设定位置，验证了所提控制策略的有效性。
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公开(公告)号：CN108168556B
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201711334978.1
申请日：2018-01-11
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开一种融合粒子群优化和Taylor级数展开的掘进支护支架超宽带定位方法，根据掘进支护支架的超宽带基站布局，构建其定位模型；将超宽带定位转化为一类优化问题，采用粒子群优化算法，全局寻优获得具有最小定位误差的定位点坐标；进而，以粒子群优化算法获得的最优定位点作为初始值，采用Taylor级数展开，通过迭代实现局部定位坐标寻优，得到定位点坐标的最优值。该定位方法精度高、易于实现，对掘进支护这类噪声环境下的超宽带定位具有较好的鲁棒性，应用前景显著。
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公开(公告)号：CN108252984B
公开(公告)日：2019-10-08
申请号：CN201810045645.5
申请日：2018-01-17
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种变频泵控液压锚杆钻机钻臂摆角控制方法，基于钻机钻臂摆角控制要求，引入变频泵控技术，构建新型变频泵控锚杆钻机钻臂旋转系统。采用机理建模方法，建立新型钻机钻臂旋转系统的数学模型，分析系统特性，设计基于动态切换函数的钻臂摆角滑模自适应控制方法。本发明所达到的有益效果：本发明适用于综掘巷道支护中锚杆/锚索的精确位置控制，在变频泵控钻机钻臂旋转系统中具有较好的控制性能，能够有效克服系统中存在的诸多不确定性因素对系统的影响，鲁棒性更强，能够更好的满足煤炭规程中锚杆/锚索安装的偏转角控制需求，为实现锚杆/锚索的高精度定位与安装奠定实现基础。
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公开(公告)号：CN110456646A
公开(公告)日：2019-11-15
申请号：CN201910789146.1
申请日：2019-08-23
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明针对阀控锚杆钻机钻臂电液系统，提出一种基于EKF的锚杆钻机钻臂摆角自适应滑模控制系统设计方法，用来解决电液伺服系统中存在的诸多影响因素，如阀死区非线性、参数不确定，以及未知负载扰动，并精确跟踪钻臂设定位置。通过引入平滑死区逆模型，设计死区预补偿器，以削弱死区对控制性能的不良影响。设计合适的滑模自适应律，以估计未知死区参数和消除负载扰动影响。另外，引入EKF估计系统噪声，并对钻臂位置进行预测，以降低滑模抖振。基于AMESim和MATLAB联合仿真结果表明：所设计控制器能够有效补偿死区效应，并消除负载扰动影响，同时能够使系统精确跟踪钻臂摆角设定位置，验证了所提控制策略的有效性。
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公开(公告)号：CN108710754B
公开(公告)日：2022-03-15
申请号：CN201810478099.4
申请日：2018-05-18
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种锚杆钻机推进力最优自抗扰控制方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1)建立锚杆钻机推进系统数学模型；步骤2)利用钻机随钻信息，设定钻机当次钻进的最优推进力；步骤3)结合粒子群优化算法，设计最优自抗扰控制器；步骤4)基于Matlab和AMESim的联合仿真平台，验证所提锚杆钻机推进系统控制方法的有效性和合理性。本发明所达到的有益效果：本发明适用于锚杆钻机推进力的最优控制，解决了传统钻机控制对操作人员工作经验依赖性大的问题；钻机根据钻进围岩性状，自适应调整推进力，从而减少钻机断杆、别杆等故障，提高工作效率和掘进速度，为钻机自动化、智能化奠定基础。
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公开(公告)号：CN109946961A
公开(公告)日：2019-06-28
申请号：CN201910347544.8
申请日：2019-04-28
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： G05B11/42
摘要： 一种变频泵控液压钻机钻臂摆角模糊PID控制方法，属于变频泵控技术领域。变频泵控液压钻机钻臂旋转系统，变频器将380V/50Hz工频交流电，转化成特定频率的电压信号，驱动异步电机；异步电机带动定量泵旋转，输出一定流量高压油；经过滤器、单向阀、换向阀，驱动双向液压马达旋转；进而，通过蜗轮/蜗杆减速机构带动钻臂发生偏转；随后，液压马达出油口的低压油经换向阀，流回到油箱。基于液压锚杆钻机钻臂摆角控制要求，构建变频泵控锚杆钻机钻臂旋转系统；建立新型钻机钻臂旋转系统的数学模型；适用于综掘巷道支护中锚杆/锚索的精确位置控制，在变频泵控钻机钻臂控制系统应用中具有较好的控制性能，同时验证了变频泵控钻臂旋转系统模型的正确性和有效性。
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公开(公告)号：CN108168556A
公开(公告)日：2018-06-15
申请号：CN201711334978.1
申请日：2018-01-11
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开一种融合粒子群优化和Taylor级数展开的掘进支护支架超宽带定位方法，根据掘进支护支架的超宽带基站布局，构建其定位模型；将超宽带定位转化为一类优化问题，采用粒子群优化算法，全局寻优获得具有最小定位误差的定位点坐标；进而，以粒子群优化算法获得的最优定位点作为初始值，采用Taylor级数展开，通过迭代实现局部定位坐标寻优，得到定位点坐标的最优值。该定位方法精度高、易于实现，对掘进支护这类噪声环境下的超宽带定位具有较好的鲁棒性，应用前景显著。
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公开(公告)号：CN108643884B
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN201810410589.0
申请日：2018-04-26
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种锚杆钻机推进回转系统及其协同自适应控制方法，以提高锚护速度和钻孔质量，首先，为抑制钻机系统非线性，增强钻进过程鲁棒性，对推进系统和回转系统单回路实施自抗扰控制。其次，给出一种基于钻机随钻信息的岩石硬度系数获取方法。最后，采用复合控制方式，根据预估的岩石硬度系数，确定钻机当次钻进的最优推进力和最优旋转速度，进而实现锚杆回转与推进系统的协同动作；在预估围岩硬度系数与实际值存在差异时，根据回转压力的低频滤波值，自适应调整最优推进力，增强锚杆钻机的自适应能力。
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公开(公告)号：CN108710754A
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201810478099.4
申请日：2018-05-18
申请人： 中国矿业大学
CPC分类号： G06F17/5009 , E21B3/02 , E21D20/003 , F15B11/00 , F15B13/02
摘要： 本发明公开了一种锚杆钻机推进力最优自抗扰控制方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1)建立锚杆钻机推进系统数学模型；步骤2)利用钻机随钻信息，设定钻机当次钻进的最优推进力；步骤3)结合粒子群优化算法，设计最优自抗扰控制器；步骤4)基于Matlab和AMESim的联合仿真平台，验证所提锚杆钻机推进系统控制方法的有效性和合理性。本发明所达到的有益效果：本发明适用于锚杆钻机推进力的最优控制，解决了传统钻机控制对操作人员工作经验依赖性大的问题；钻机根据钻进围岩性状，自适应调整推进力，从而减少钻机断杆、别杆等故障，提高工作效率和掘进速度，为钻机自动化、智能化奠定基础。
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公开(公告)号：CN108643884A
公开(公告)日：2018-10-12
申请号：CN201810410589.0
申请日：2018-04-26
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种锚杆钻机推进回转系统及其协同自适应控制方法，以提高锚护速度和钻孔质量，首先，为抑制钻机系统非线性，增强钻进过程鲁棒性，对推进系统和回转系统单回路实施自抗扰控制。其次，给出一种基于钻机随钻信息的岩石硬度系数获取方法。最后，采用复合控制方式，根据预估的岩石硬度系数，确定钻机当次钻进的最优推进力和最优旋转速度，进而实现锚杆回转与推进系统的协同动作；在预估围岩硬度系数与实际值存在差异时，根据回转压力的低频滤波值，自适应调整最优推进力，增强锚杆钻机的自适应能力。
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