针对煤矿综采工作面液压支架传统控制方式存在安全性能差、控制精度较低、压力波动较大等问题,研究了煤矿综采工作面液压支架协同控制安全运维技术,结合智能传感检测技术和耦合控制机理,提出了一种液压支架自适应协同控制安全运维系统,采集和分析液压支架的姿态和位置全过程数据,以实现液压支架之间的协同控制。通过在某煤矿井下1107综采工作面现场安装和应用后得出液压支架协同控制技术能根据围岩性质自动协调控制液压支架状态,集中控制采集的现场数据,从而实现对液压支架的协同控制,控制系统可自动调整千斤顶,控制误差不超过3.5%,取得了满意的实验结果。

液压支架是保证煤矿综采工作面连续高效开采的关键机械设备。针对液压支架推溜油缸特性复杂、控制难度较大等问题,研究和试验综采工作面液压支架多缸协同控制技术,分析液压支架在移架和推溜过程中的油缸协同作用机理,基于此,采用计算机数值模拟分析法在simulationX搭建仿真模型并进行数值模拟。结果表明,多缸协同下的液压支架移架速度、位移和流量协同,动作误差精度为0.01。选用ZFY18000/28/53D型两柱掩护式液压支架为试验样机,当液压支架多缸协同控制当供液流量为180 L/min时,多缸位移变化偏差较小,液压支架多缸动作变化趋势相同,支护阻力随位移的变化而发生线性变化,且在变化过程中波动较小,满足现场协同控制精度要求,取得了满意的实验结果。该结果可为后期协同控制和智能化改进液压支架提供参考依据。

针对燃料电池空压机目前存在的驱动和支承问题,提出一种箔片动压轴承和动力磁轴承一体化的气磁悬浮型空压机。基于空压机的结构组成,建立空压机磁悬浮支承力、气悬浮支承力以及空压机转子动力学数学模型;基于燃料电池空压机转子系统动力学模型的状态空间方程,设计抗干扰强的协同控制器,并对它进行了转速、驱动转矩、转子悬浮位移以及电磁调节力等关键物理量的仿真分析。结果表明协同控制在响应、抗干扰以及鲁棒性方面的控制优于PID控制。基于协同控制和PID控制建立了控制实验平台,并对空压机转子的气磁悬浮进行分析,进一步验证了协同控制具有优良的控制效果和良好的控制性能。

以中厚板精轧机生产线上全液压十一辊矫直机的控制系统为研究对象,提出一种全新的基于多个嵌入式系统的协同控制架构及控制策略;建立了面向实时任务的预定义模型,变集中计算为分布式计算;实验及运行结果表明,该分布式协同控制系统,可使4个AGC液压缸的随动性能更加可靠,模型运算速度加快,动态跟随误差为0.2mm。

以中厚板液压滚切剪为研究对象,在重点分析2个AGC系统在不同工况下的运行特点的基础上,提出了电液伺服系统的协同控制策略。首先建立了液压滚切剪电液伺服系统的数学模型;其次针对液压滚切剪电液伺服控制系统的非线性、抗干扰性弱和时变等弱点,选择基于模糊PID控制的双闭环控制结构,完成了2个AGC控制回路之间的系统耦合误差动态分配,实现系统协同运动控制;最后对双缸协同运动控制系统完成了动态试验,试验结果表明系统的响应速度快,同时具有较好的位移协同运动性能。

对于舱段、机翼等制造业常见的超大超重部件,使用重载AGV转运可提高其转运效率和安全性。由于双轮结构的差速轮具有更高的承载力和驱动力,重载AGV多使用差速轮驱动。但是,差速轮的特殊结构不仅使得轮系运动时内部左右两轮相互限制,同时配套在同一AGV上的多套轮系受车体刚性约束,轮系间及轮系内部的相互制约使得整车循迹灵活性不足。提出一种将基于偏差的控制律和基于驱动能力的控制律结合的多差速驱动轮系协同控制方法。该方法充分考虑差速轮运动学特性及整车刚体运动学特性;为保证AGV流畅运行,对各轮驱动速度进行限制,避免了电机频繁正反转和超出驱动能力的情况。此外,该方法易于更多轮系的扩展,轮系旋转中心不局限于车体中轴线,保证了实用性。仿真结果表明:该方法可根据位姿偏差决策、计算符合要求的驱动速度,有效协调位姿纠偏...

在瓶体人工分拣成本高、传统机械结构无法满足多瓶体柔性分拣的背景下,采用工业机器人替换传统机构,设计基于ABB机器人的柔性分拣系统,以实现圆柱瓶子表面检测工作站适用于多尺寸类型的柔性生产。通过分析圆柱瓶子尺寸变化与分拣作业位置的公式,以两台ABB工业机器人作为执行机构,采用平移功能实现上料、检测、分拣等动作的柔性调整。以伺服夹爪作为末端执行器实现对不同瓶口直径的夹取。以三菱PLC作为控制中心,触摸屏作为人机交互界面,通过流程设计与程序界面设计,实现系统中各设备的协同控制及各项功能的界面监控。调试结果表明:在基准瓶子示教的基础上,系统可实现适用范围内不同尺寸瓶子的自动分拣作业,且触屏操作便捷,满足柔性生产需求。

为进一步提升综采工作面的生产效率,重点从“三机”的协同智能化控制展开研究。对“三机”的参数匹配展开研究,为后续协同智能控制系统的构建奠定理论基础;构建协同智能控制系统框图;通过实践和理论仿真分析验证了智能化协同控制的效果。

针对驱动机械的多缸液压系统,为实现各个液压缸之间的协同运动控制,提出一种基于前馈控制器的自动协同控制方法。首先分析多缸液压系统,确定每个液压缸的动态控制方程,然后将协同控制分为前馈控制器和自适应PID控制器两部分。其中,前馈控制器通过分析系统的反馈信息,预测可能存在的液压缸运动误差,并设计前期处理措施;自适应PID控制器结合自适应技术和PID控制器优点,自动识别各液压缸的实时负载情况,按需调节液压缸的输出流量,从而实现自动调整与协同控制。测试结果表明:该方法有效降低了各液压缸间的同步误差,可将误差控制在合理范围内,确保液压系统始终处于平稳的运行状态,不会出现较大的波动。

为解决矿井采煤工作面超前支护因采用超前液压支架支护而导致顶板锚杆(索)失效且在直接顶破碎时超前支护段巷道变形严重等问题,以红岭煤矿1505工作面为工程研究背景,通过对巷道围岩变形破坏因素、特征的分析,建立了梯形巷道顶板超前支护围岩控制力学模型,并基于锚索梁锚注协同控制技术机理,提出锚索梁锚注的补强支护替代超前液压支架支护方式,现场试验效果良好。1505工作面回风巷超前支护范围内巷道两帮移近量为385 mm,顶底板移近量为339 mm,其变形量均在安全合理范围内,实现了工作面回采巷道全周期一次性主动支护。