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基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制研究
被引量：
1
1
作者
马长青
李峰
+4 位作者
黄昱博
毛俊杰
李旭阳
魏祥宇
马肖杨
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第12期76-84,共9页
针对巷道掘进过程中自移式临时支架与顶板适应性差的问题,提出了一种基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制方法。分析了自移式临时支架的工作原理,并针对自移式临时支架必须具备适应顶板压力变化的能力问题,在支撑液压缸控制回路中增...
针对巷道掘进过程中自移式临时支架与顶板适应性差的问题,提出了一种基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制方法。分析了自移式临时支架的工作原理,并针对自移式临时支架必须具备适应顶板压力变化的能力问题,在支撑液压缸控制回路中增加了压力调整回路,建立了自移式临时支架支撑力控制系统。为了使自移式临时支架的支撑力(即支撑液压缸的输出力)能够快速稳定地跟踪预期值,建立了模糊PID自适应控制系统模型,对PID参数进行在线自调整,实现自移式临时支架的自适应控制,增强对顶板不平整、存在倾角等特殊工况的适应性。在Matlab/Simulink中建立传统PID控制与模糊PID自适应控制系统模型,仿真结果表明:基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统对围岩顶板压力的跟踪效果较传统PID控制更好,临时支架自适应控制系统跟随围岩压力的误差为0.0043,较传统PID控制降低了86.11%;基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统在0.12 s时接近平稳,而传统PID控制在8.685 s时才接近平稳,说明模糊PID自适应控制响应速度比传统PID控制有较为明显的优势。在AMEsim中建立支撑液压缸位移控制系统模型,并与Matlab/Simulink进行联合仿真,在调平过程中,选取相邻支撑液压缸间的数据进行研究分析,结果表明:相邻支撑液压缸间的同步误差基本控制在±5×10^(−15)m以内,精度较传统PID控制方法有较大提高,且曲线波动均匀平缓,幅值波动范围较小。
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关键词
自移式临时支架
支撑液压缸
支撑力控制
模糊PID自适应控制
临时
支架
立柱
相邻支撑液压缸同步控制
在线阅读
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职称材料
自移式临时支架的异步耦合调平控制方法
被引量：
15
2
作者
李瑞
蒋威
+2 位作者
王鹏江
程佳萌
吴淼
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期3625-3635,共11页
首先设计了一种新兴的综掘巷道自移式超前支护装备并阐明了其装备组成及工艺原理,为确保其自移式临时支架在非水平底板环境下实现煤巷顶板的快速有效支护,提出了一种自移式临时支架的异步耦合多液压缸调平控制方法。基于煤巷地质成分不...
首先设计了一种新兴的综掘巷道自移式超前支护装备并阐明了其装备组成及工艺原理,为确保其自移式临时支架在非水平底板环境下实现煤巷顶板的快速有效支护,提出了一种自移式临时支架的异步耦合多液压缸调平控制方法。基于煤巷地质成分不均造成的非水平底板工况与自移式临时支架的结构特性,采用了适用于自移式临时支架的逐最高点双向异步控制方法,并利用三维空间欧拉角法原理解算出了自移式临时支架支撑立柱液压缸的期望位移坐标值。然后针对自移式临时支架顶梁空间姿态调平过程中相邻支撑立柱液压缸之间同步误差的权重失衡问题,采用了多缸驱动下的相邻交叉耦合控制结构并构建了基于变权因子调节器的同步控制器,实现了对自移式临时支架支撑立柱相邻液压缸之间的同步误差精度优化。最终通过Interface Block模块实现了AMESim与Matlab/Simulink的情景交互,并进行了基于异步耦合调平控制模型的半实体物理联合仿真,仿真结果表明:异步耦合调平控制方法相较于模糊PID控制,可使得自移式临时支架的4个液压缸之间的同步误差值从±4 mm精确到±1 mm范围内,同时其同步误差的波动幅度更为均匀平缓不易于发生震颤现象,验证了所建立异步耦合调平控制方法的可行性与先进性。
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关键词
自移式临时支架
异步控制方法
多缸驱动
相邻交叉耦合
模糊PID算法
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职称材料
题名
基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制研究
被引量：
1
1
作者
马长青
李峰
黄昱博
毛俊杰
李旭阳
魏祥宇
马肖杨
机构
山东科技大学智能装备学院
河北工程大学矿业与测绘工程学院
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第12期76-84,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52104092)
山东省自然科学基金项目(ZR2020QE120)
泰安市科技创新发展项目(2021GX054)。
文摘
针对巷道掘进过程中自移式临时支架与顶板适应性差的问题,提出了一种基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制方法。分析了自移式临时支架的工作原理,并针对自移式临时支架必须具备适应顶板压力变化的能力问题,在支撑液压缸控制回路中增加了压力调整回路,建立了自移式临时支架支撑力控制系统。为了使自移式临时支架的支撑力(即支撑液压缸的输出力)能够快速稳定地跟踪预期值,建立了模糊PID自适应控制系统模型,对PID参数进行在线自调整,实现自移式临时支架的自适应控制,增强对顶板不平整、存在倾角等特殊工况的适应性。在Matlab/Simulink中建立传统PID控制与模糊PID自适应控制系统模型,仿真结果表明:基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统对围岩顶板压力的跟踪效果较传统PID控制更好,临时支架自适应控制系统跟随围岩压力的误差为0.0043,较传统PID控制降低了86.11%;基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统在0.12 s时接近平稳,而传统PID控制在8.685 s时才接近平稳,说明模糊PID自适应控制响应速度比传统PID控制有较为明显的优势。在AMEsim中建立支撑液压缸位移控制系统模型,并与Matlab/Simulink进行联合仿真,在调平过程中,选取相邻支撑液压缸间的数据进行研究分析,结果表明:相邻支撑液压缸间的同步误差基本控制在±5×10^(−15)m以内,精度较传统PID控制方法有较大提高,且曲线波动均匀平缓,幅值波动范围较小。
关键词
自移式临时支架
支撑液压缸
支撑力控制
模糊PID自适应控制
临时
支架
立柱
相邻支撑液压缸同步控制
Keywords
self-moving temporary support
support hydraulic cylinder
support force control
fuzzy PID adaptive control
temporary support column
adjacent hydraulic cylinder synchronization control
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
自移式临时支架的异步耦合调平控制方法
被引量：
15
2
作者
李瑞
蒋威
王鹏江
程佳萌
吴淼
机构
中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期3625-3635,共11页
基金
国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB046302)
国家自然科学基金面上资助项目(51874308)。
文摘
首先设计了一种新兴的综掘巷道自移式超前支护装备并阐明了其装备组成及工艺原理,为确保其自移式临时支架在非水平底板环境下实现煤巷顶板的快速有效支护,提出了一种自移式临时支架的异步耦合多液压缸调平控制方法。基于煤巷地质成分不均造成的非水平底板工况与自移式临时支架的结构特性,采用了适用于自移式临时支架的逐最高点双向异步控制方法,并利用三维空间欧拉角法原理解算出了自移式临时支架支撑立柱液压缸的期望位移坐标值。然后针对自移式临时支架顶梁空间姿态调平过程中相邻支撑立柱液压缸之间同步误差的权重失衡问题,采用了多缸驱动下的相邻交叉耦合控制结构并构建了基于变权因子调节器的同步控制器,实现了对自移式临时支架支撑立柱相邻液压缸之间的同步误差精度优化。最终通过Interface Block模块实现了AMESim与Matlab/Simulink的情景交互,并进行了基于异步耦合调平控制模型的半实体物理联合仿真,仿真结果表明:异步耦合调平控制方法相较于模糊PID控制,可使得自移式临时支架的4个液压缸之间的同步误差值从±4 mm精确到±1 mm范围内,同时其同步误差的波动幅度更为均匀平缓不易于发生震颤现象,验证了所建立异步耦合调平控制方法的可行性与先进性。
关键词
自移式临时支架
异步控制方法
多缸驱动
相邻交叉耦合
模糊PID算法
Keywords
self-shifting temporary support
asynchronous control strategy
multi-cylinder driving
adjacent cross-coupling
fuzzy PID algorithm
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制研究
马长青
李峰
黄昱博
毛俊杰
李旭阳
魏祥宇
马肖杨
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
2
自移式临时支架的异步耦合调平控制方法
李瑞
蒋威
王鹏江
程佳萌
吴淼
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
15
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职称材料
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