采煤机滚筒调高模糊控制器的设计与仿真

摘要

实现采煤机滚筒的自动调高，即滚筒能够按照煤岩分界曲线割煤，是缩小国内外采煤机自动操纵差距的关键技术之一，是实现采煤工作面生产过程自动化的重要环节，并且对提高煤炭生产质量、提高生产效率、延长机械装备寿命、提高设备可靠性、保障工人安全具有重要意义，对采煤机械的智能化控制以及煤炭工业的发展有较大的促进作用。 本论文研究的是基于模糊控制的采煤机滚筒调高记忆程控的模式及其应用系统，是一个基于嵌入式平台的智能化控制系统。本文概述了采煤机滚筒自动调高煤岩分界技术发展的历史、研究现状、国内外的差距和趋势；介绍了记忆程控的原理、位移采样周期，并以正切进刀法为例，对采样数据的采集、存储进行了说明；根据调高控制系统的特点和设计要求，探讨了适应于采煤机滚筒调高控制系统的控制算法。在对采煤机滚筒调高系统分析的基础上，通过建立采煤机滚筒调高系统的数学模型，结合模糊控制理论和MATLAB 软件，制定了采煤机滚筒调高控制系统的模糊控制规则。利用MATLAB仿真软件对设计的模糊控制系统进行了仿真，结果表明性能良好。对不同调控条件下的控制系统进行了仿真，仿真结果说明设计的控制器能够满足不同条件的要求，具有良好的动态特性和稳态特性；最后对控制系统的软硬件系统进行了设计，对操作系统进行了简略介绍。

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第1章绪论

1.1采煤机滚筒调高的目的和意义

1.2采煤机滚筒调高技术的发展概况及应用情况

1.2.1煤岩分界的直接方法

1.2.2煤岩分界的间接方法

1.3模糊控制技术的发展和应用情况

1.4本文的组织安排

第2章采煤机滚筒调高的记忆程控

2.1采煤机滚筒调高液压系统的工作原理

2.2记忆程控的原理

2.3采样周期确定

2.3.1顶底板的变化

2.3.2支架推移要求

2.3.3煤层厚度变化

2.3.4调高的调控性能

2.4数据的记忆

2.4.1采煤机的进刀方式

2.4.2一个工作循环数据的记忆

2.5采煤机运动学模型

2.6本章小结

第3章采煤机滚筒调高模糊控制的设计

3.1模糊控制原理

3.1.1模糊控制的基本概念

3.1.2模糊控制系统组成及原理

3.2采煤机模糊控制算法的设计

3.2.1模糊控制器的结构设计

3.2.2精确量的模糊化

3.2.3模糊控制规则的设计

3.2.4模糊推理与模糊决策

3.3本章小结

第4章模糊控制器的硬件及软件设计

4.1模糊控制器的硬件架构

4.2系统的软件架构

4.2.1操作系统

4.2.2控制器软件设计

4.3本章小结

第5章模糊控制器的Simulink仿真分析

5.1液压控制系统数学模型的建立

5.2模糊仿真推理系统设计

5.3模糊控制仿真系统设计

5.4不同控制策略的模糊控制仿真及结果分析

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢

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