煤矿掘进机路径跟踪控制与虚拟调试方法OA

煤矿井下悬臂式掘进机路径跟踪控制现场调试周期长、安全风险高、成本不可控,且现有虚拟调试方法又存在模型失配缺乏有效校正、碰撞约束未嵌入控制闭环、虚实交互数据链路匹配性差等问题,为此,提出一种融合模型失配自适应校正与碰撞预警嵌入式控制的路径跟踪控制及虚拟调试方法。基于Simulink与Unity 3D平台构建高保真实虚交互闭环系统,通过UDP协议实现控制指令与设备状态数据的低时延双向交互;基于李雅普诺夫稳定性理论的自适应修正律,在线校正等效机身宽度、转动惯量等关键参数,补偿履带滑移与摩擦系数突变引发的模型适配问题,构建带模型失配校正的模型预测控制(MPC)控制器;引入包围盒碰撞预警机制,将碰撞安全约束嵌入控制闭环,保障狭小巷道作业安全。结果表明:曲线路径X/Y向跟踪误差分别小于0.3,0.07 m,直线路径X/Y向跟踪误差分别小于0.08,0.01 m,能有效抑制参数摄动引发的误差累积,显著提升系统鲁棒性。该研究方案可替代传统现场调试,为井下掘进机运动控制的高效、低风险调试提供可靠的解决方案。