摘要：根据井下掘进机行进特点,建立了掘进机履带式行走位姿偏差模型;以履带移动线速度和转向角速度作为路径跟踪控制输入量,利用李雅普诺夫稳定原则和反演法设计并简化了路径跟踪调度的控制律。利用BP神经网络实现对控制律中关键系数的动态优化更新,以实时补偿机身位姿相对于所设计轨迹的跟踪偏差。仿真结果表明,提出的基于BP神经网络的掘进机行进纠偏控制模型结构简单易实现,机身位姿偏差均能在有限的跟踪步骤内收敛为零且转速调整过程平稳,证明本模型控制下的轨迹跟踪效果良好。

摘要：针对井下悬臂式掘进机自主行进纠偏的实际需求,基于机身调度相对于规划路径的位姿偏差模型,设计并简化了机身调度位姿跟踪控制律,通过构建Lyapunov函数证明该控制律作用下位姿偏差的收敛性。以履带打滑率表征机身行进调度的主要执行误差,以位姿检测误差表征系统的主要观测误差,通过试验及验算获得误差的统计规律,并利用SVD-Unscented卡尔曼滤波估计修正控制指令,从而降低行进调度过程中误差带来的影响。仿真结果表明,提出的轨迹跟踪控制策略能高效实现机身在有限的调整周期内向目标轨迹调度,履带驱动轮参考转速数值连续变化稳定,位姿偏差收敛性良好,达到了纠偏的目的;基于SVD-Unscented卡尔曼滤波修正控制指令有效削弱了机身调度中来自过程误差和观测误差的影响。调度过程简单高效,跟踪效果重复性好,能为井下有限空间内的掘进机自动纠偏提供参考。

摘要：非牛顿流体流变特性复杂多样,测试原理有管流法、落球法、圆盘法、同轴旋转粘度计法等,相应的测试仪器也是多种多样。但针对同一种流动特性较差的非牛顿流体,若采用不同的方法和仪器进行测试,由于不同的测试状态被测流体的受力和运动状态不同,得出的流变特性及参数也是不同的。尤其是针对工业管道输送的流动性较差、流变特性又较难测试的非牛顿流体,如何准确测试被输送介质的流变特性,为管道工艺提供设计依据是亟待解决的问题。基于此,本文设计了加压管式流变测试系统,基于管流法的流变测试原理,通过氮气加压致使被测试物料流动,模拟管道输送的工况,测试流动性较差的非牛顿流体的流变特性,为管道工艺设计提供实验平台。

摘要：非牛顿流体在管道输送时其流变特性是管道工艺设计的主要依据。基于管流法的流变测试原理,分析已有浓密膏体流变特性测试实验台优缺点,取长补短对其实施改进。采用液压系统代替气压方式推送物料实现管道输送,以"稳流量测压差"代替"定压力测流量"的方式获取关键参数,以此推算浓密膏体的流变特性,为浓密膏体的管道输送工艺设计提供新实验平台。以赤泥为例进行实验验证,确定了67.5%～68.5%浓度赤泥不同管径输送下的流变模型。测量过程表明本实验台可行且操作方便、数据可靠;原始实验数据及其处理结果符合理论规律。

摘要：针对因掘进机姿态控制精度较差导致巷道掘进轨迹偏离进而影响煤矿生产安全与效率的问题,提出了一种基于粒子群算法的掘进机姿态调整控制模型辨识方法及模糊神经网络PID姿态控制方法。首先分析了掘进机姿态角误差与巷道断面之间关系,基于姿态运动学与液压模型确定了姿态控制系统传递函数结构,通过粒子群算法的寻优特性与输入输出信号的响应对传递函数参数进行拟合进而实现辨识。仿真结果表明,与采用最小二乘和遗传算法的辨识方法相比,所提采用粒子群算法的模型辨识方法的辨识精度分别提高了96.75%和95.15%。此外,利用模糊控制的强非线性适应性与神经网络的自学习能力设计了姿态调整的PID控制系统。搭建了EBZ-55型掘进机俯仰角控制试验平台,并在不同的试验工况下进行了多组俯仰角控制试验。试验结果表明,基于粒子群模型辨识方法的模糊神经网络PID控制方法比模糊PID控制方法最多可降低57.1%的超调误差以及53.5%的响应时间,并能稳定实现1°以内的姿态角控制。该方法可为掘进机及大型液压设备的姿态控制提供有效的技术支撑与参考。

摘要：高浓度黏物的管道输送其局部阻力损失计算方法明显不同于沿程阻力损失的计算,而且因为物料的输送状态及输送要求的特异性,不能完全参考水利水电管道工程设计中的相关研究。介绍了基于自制液压管式流变试验台对赤泥和磷石膏进行的弯管阻力损失测试试验情况,对相同情况下90°弯头阻力损失对比直管阻力损失、弯头组合局部阻力损失对比单个弯头局部损失这2个方面进行了分析,得出相应结论。

摘要：根据井下掘进机行进特点制定机身纠偏路径规划,建立掘进机履带式行走位姿偏差模型;以履带移动线速度和转向角速度作为路径跟踪控制输入量,基于滑模控制器理论设计控制律以确保位姿偏差的收敛性;利用李雅普诺夫稳定原则证明了路径跟踪控制的稳定性;以某结构尺寸的掘进机为对象,对多种典型偏航情况进行了机身的纠偏调度仿真。结果表明,基于位姿偏差的路径跟踪控制能在有限的调度周期内实现机身纠偏,掘进机的纠偏路径规划和路径跟踪调度方案整体合理可行,可为深入研究煤巷自动掘进提供良好基础。

摘要：为丰富测控技术与仪器专业培养中关于计算机控制的综合设计训练素材,以实现某实验台磁场状态过程的实时监测与自动控制为目的,提出基于LabVIEW NXG的监控软件上位机、基于FPGA的下位机结构,展示一套基于计算机技术的智能检测与控制系统软、硬件架构。

摘要：基于井下某硬岩掘进机实际工况下的跟车振动测试,采用环境模态识别方法对其关键部件回转台进行了模态分析。获得的前多阶模态参数提示掘进机传动系统设计时,应适当避开第1阶、第9阶频率,以降低回转台机械噪声和磨损。