锚杆钻车自动分度锁紧系统的研究

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目前,我国虽已具备独立研制生产大型多臂锚杆钻车的能力,但与国外先进的同类产品相比,不论在生产率、安全可靠性,还是在使用性能上均存在较大差距。本文基于对现有国产锚杆钻车的结构及功能特点进行了深入的调研和研究,提出了通过对锚杆钻臂的智能化制动以实现其自动分度锁紧的功能,在此基础上建立了制动系统的理论模型,根据制动系统的具体组成,构建了各子系统的数学模型,并采用了现代控制方法对模型进行了校正。基于模糊控制与神经网络各自的优缺点,本文提出了以模糊神经推理方法作为锚杆钻臂制动系统控制器的控制算法,并根据制动系统的数学模型,进行了锚杆钻臂制动系统控制方法的研究。本文根据隶属度函数的结构参数对推理系统的影响以及PID控制器的三个参数各自对控制系统的作用,建立了合理的初始模糊系统和训练样本,在此基础上设计出了高性能的自适应模糊神经推理系统和神经模糊PID控制器。根据所建立的数学模型和控制算法,利用功能强大的MATLAB仿真软件对锚杆钻臂制动系统进行了仿真,在此基础上分析并验证了系统的制动性能,并与模糊PID控制下的制动系统进行了对比。仿真结果表明:该神经模糊控制系统具有良好的自适应性、定位精度高、抗干扰能力强、能满足井下锚杆钻臂的自动分度锁紧的性能指标,与模糊PID控制器的控制效果相比,不论在制动时间,还是在制动精度上均有较大的优势。
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