掘进机自动化功能的升级设计与应用.pdf

掘进机作为煤炭开采中重要的机械设备，其自动化功能的设计与应用对于提升煤矿生产效率和安全性具有重要意义。本文档探讨了掘进机自动化功能的升级设计与应用，并提出了相应的控制算法，旨在通过技术手段优化掘进机的行走控制系统。 一、掘进机行走控制系统的重要性与需求 掘进机的行走控制系统是确保其准确完成掘进任务的关键部件。该系统需要根据巷道实际地质状况实时调整掘进机的行走方向和速度，以避免出现欠挖或超挖现象。欠挖不仅会浪费资源，而超挖则会增加巷道的支护难度与成本。因此，设计一个自动化的掘进机行走控制系统，是提升煤矿生产效率和经济效益的有效途径。 二、掘进机行走轨迹的测量 掘进机在掘进过程中，会受到煤矿地质、煤层等周边环境的影响，导致其行走轨迹出现偏差。为精确获取掘进机在掘进过程中的实际偏移量，本文采用了全站仪对掘进机的实时位置和方向进行测量。全站仪具备电子测距和测角功能，并可以对所采集的数据进行计算分析，为控制系统的升级提供准确的实时数据。通过全站仪的应用，可以有效降低作业人员的劳动强度，并为后续掘进机自动化功能的升级奠定基础。 三、掘进机行走轨迹的控制原理 掘进机行走自动化控制功能的核心在于通过自动化控制系统和特定算法，对掘进机的液压行走驱动机构进行自动化控制。控制行走机构的主要部件包括液压马达、驱动轮、支重轮、导向轮、履带及拖轮等。其中，液压马达是控制掘进机前进、后退和转向的关键部件，通过液压马达对两边履带进行独立驱动控制，从而实现设备的运动控制。通过对液压马达转速的控制，可以实现对掘进机行走速度的精确调整。液压系统的控制原理和关键部件的功能配置对于确保掘进机按照预定轨迹运行至关重要。 四、掘进机行走轨迹控制算法与模糊控制器的升级设计 为提升掘进机的行走轨迹控制精度，本文提出了基于模糊PID控制算法的控制策略。模糊PID控制器结合了模糊逻辑控制与传统PID控制的优势，能够在复杂动态环境下对掘进机进行更有效的轨迹纠偏控制。通过全站仪监测到的数据，结合模糊控制算法，可以实时计算出掘进机的偏移量，并通过速度换算确定相应的速度控制值，最终将控制值反映到掘进机的两边履带速度上，从而实现对掘进机运动轨迹的精确控制。 五、结论 经过升级设计与应用，基于模糊PID控制算法的掘进机自动化功能得到了显著提升。试验验证结果表明，经过纠偏控制后的掘进机可以按照预定轨迹稳定行走，大幅提升了掘进机控制系统的自动化程度，有效保障了工作效率和生产效率。这不仅为掘进机行走控制系统的研究提供了参考，也对煤矿自动化与智能化技术的应用具有积极的推动作用。 通过本文的深入分析，我们了解到掘进机行走自动化功能的升级设计与应用对于煤矿开采的现代化和自动化转型具有重要的指导意义。未来，随着相关技术的不断进步，掘进机的自动化控制系统有望实现更为精准和智能的控制，进一步提升煤矿生产的效率和安全性。