护盾式柔性支护装置动力学建模与阻抗控制研究OA
针对煤矿巷道支护过程中围岩条件复杂多变、传统刚性支护易导致应力集中与岩层损伤的问题,以护盾式柔性支护装置为研究对象,系统开展其动力学建模与阻抗控制方法研究;通过拉格朗日法建立了护盾式柔性支护装置的动力学模型;针对掘进工作面的支护力需求,提出一种“外环阻抗控制、内环滑模控制”的双层滑模阻抗控制策略,即外环阻抗控制器根据支护力偏差生成位姿修正指令、内环滑模控制器基于动力学模型实现位姿精确跟踪,并引入双曲正切函数以消除滑模控制器固有抖振,通过Lyapunov稳定性理论确保控制器的稳定性。在Matlab/Simulink仿真平台上开展支护参考力恒定、参考力变化、环境刚度变化这3类工况下的仿真实验,结果表明:在300,600,900 kN恒定参考支护力,参考支护力阶跃突变、多次变化及连续变化,以及围岩刚度突变、连续变化及随机扰动工况下,所提方法均能实现支护力的快速、稳定跟踪,响应时间小于1 s,稳态误差不超过1%,超调量小于5%,表现出良好的适应性与抗干扰能力。
郭峰;吉敏鹏;彭军;王林鹏;张红俊;刘鹏;马宏伟;王川伟;田海波;毛清华;薛旭升
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矿业与冶金
巷道支护护盾式柔性支护动力学模型阻抗控制滑模控制
《工矿自动化》 2026 (6)
P.151-160,10
国家科技重大专项(2025ZD1700600)。
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