集矿车自行走预定路径跟踪算法的研究

集矿车是深海采矿系统中最为关键的部分之一。它长时间处于5000m左右的海底工作,工作环境十分恶劣,因此对集矿车自动控制方面的研究有着重要意义。本文提出了一种新的集矿车自行走预定路径跟踪算法,并通过仿真实验验证了该算法的可行性,以期为1000m海试时的集矿车自动控制算法的研究提供一定的借鉴。

海底机器人自动跟踪预定开采路径控制

针对深海矿产资源多金属结核采矿系统关键技术海底机器人在复杂阻尼耦合作用下左右履带极易打滑,难以以预定行走速度自动跟踪预定开采路径的难题,利用ADAMS/hydraulics和Matlab/simulink软件,建立我国1000m海底机器人行走液压系统仿真模型。在考虑随机打滑率干扰影响和深海信号采集延迟因素下,建立采用PID控制履带左右速度实现预定行走速度模型和采用模糊控制实现自动跟踪预定开采路径模型,将二者形成内外环联合控制。开发海底机器人在复杂阻尼耦合作用下以预定速度自动跟踪预定开采路径的控制模型和算法,实现ADAMS/hydraulics与Matlab/simulink联合仿真,完成海底机器人以不同预定速度自动跟踪不同预定开采路径的多种工况的仿真。仿真结果表明,海底机器人以预定速度自动跟踪预定开采路径的性能良好,满足我国深海多金属结核采矿系统的开采要求。

基于ANFIS的海底采矿车行走控制

针对海底钴结壳采矿车在采矿过程中越过复杂地形时会产生偏离预定路径的问题,提出一种基于ANFIS的海底采矿车直线路径跟踪控制方法,根据训练数据,设计模糊神经网络路径控制器,从而避免专家系统知识库难以获取和精确数学模型难以建立的困难。在此基础上,建立内环采用PID速度控制和外环采用ANFIS控制的机电直线路径行走控制模型,开展海底采矿车越单边障碍时的联合仿真研究,仿真结果表明所提控制方法的有效性和所建行走控制模型的正确性。

采煤机自动调高系统的滑模控制研究

为保证采煤机能够在综采工作面根据其实际工况对截割高度进行实时、快速的调整,在分析采煤机自动调高关键技术的基础上,对采煤机的多种自动调高液压系统和控制策略进行对比分析,采用以伺服液压控制系统为基础完成对采煤机自动调高滑模控制器的设计,并对滑模控制器和传统PID控制器的控制效果进行对比,结果显示滑模控制可保证截割部更精确地按照预定轨迹进行生产。

基于自整定PID的深海集矿机行走控制

以Ziegler—Nichols自整定PID控制方法为理论基础,提出一种新型的预定路径自动行走控制方法。该方法以履带式液压马达为研究对象建立数学模型,对集矿车左右履带进行分开控制,并通过Simulink进行模拟仿真,结果证明该方式响应迅速,达到控制精度要求。