数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术
张超1
张旭辉2
张楷鑫1
谢楠1
周创1
1.西安科技大学机械工程学院,陕西西安7100542.西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054;陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室,陕西西安710054
摘要：目前掘进机远程截割控制方法大多基于视频监控与平面信息,巷道断面成形质量取决于人工操作经验,可靠性较低.针对该问题,研究了数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术,从数据感知、数据驱动、数据传输、远程自动截割控制等方面介绍了数字孪生驱动掘进机自动截割的实现过程.采用视觉测量技术获取掘进机位姿数据、气体传感器等获取掘进环境数据,构成数字孪生驱动的数据来源;建立掘进机虚拟模型和虚拟场景并完成虚拟模型动作编程及虚拟模型与虚拟场景的耦合,通过求解掘进机运动学正逆解,实现掘进机与虚拟模型交互;基于三次多项式方法进行巷道断面“S”形截割轨迹规划,设计反馈线性积分滑模控制器实现截割轨迹跟踪控制;采用MySQL数据库作为数据交互媒介,通过井下工业以太环网及矿用5G技术实现数据远程传输.实验结果表明,掘进机截割头能稳定跟随规划轨迹,且同一时刻虚拟界面显示的掘进机截割头位姿与实际位姿一致.
关键词：综掘工作面智能化掘进机智能化数字孪生掘进机位姿测量自动截割控制截割轨迹规划
分类号：TD641(矿山电工)
资助基金：陕西省创新人才计划项目(2018TD-032)陕西省重点研发计划项目(2018ZDCXL-GY-06-04)
论文发表日期：2020-09-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 15-20,32 )
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