预测算法在悬臂式掘进机悬臂控制中的应用

王 琨

（山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司成庄矿矸井运行队，山西 晋城 048021）

引言

掘进机被应用于破坏岩体和煤层，并将岩体和煤装载在车辆（卡车、复载机、输送机等）。适用于卧式、斜井掘进、竖井、施工等。随着掘进机的大量使用，有效地提高了煤矿的生产效率，也降低了劳动强度，保障了人员的安全。但是在掘进过程中悬臂的运动轨迹直接决定巷道的轮廓和方向。由于悬臂的运动轨迹精度差，导致载掘进过程中需要主控台不断地调整掘进方向和调整掘进机的姿态，降低工作效率，增加时间成本，浪费劳动力资源。本文提出一种应用于掘进机的悬臂控制控制算法，以保证其控制精度，提高采掘精度[1]。

1 反馈网络的搭建

如图1所示，悬臂上截割头的控制主要是通过四个伸缩油缸组成，其中两个负载控制截割头的左右摆动，另外两根负载截割头的上下摆动，从而可以实现截割头的运动要求。本文将截割头的垂直摆动和水平摆动单独分析。

图1 截割头的控制结构

截割头高度y与升降油缸的伸缩距离δ的关系为[2]：

式中：L为悬臂长度；r为截割头半径；L为悬臂交接点与地面高度；α为绕中心的旋转角；δ0为截割头处于水平位置时升降油缸伸出距离，115 mm。δ0=115 mm。通过油缸参数和截割头的设计参数知道，截割头升降油缸行程距离0≤δ≤408 mm。

截割头左右摆动宽度x与回转油缸的伸缩距离w的关系为[2]：

式中：W为截割头外边缘与回转台轴线垂直距离；W1为截割头外边缘与回转台轴线水平距离；……