基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制研究
马长青1
李峰1
黄昱博2
毛俊杰1
李旭阳1
魏祥宇1
马肖杨1
1.山东科技大学智能装备学院,山东泰安 2710192.河北工程大学矿业与测绘工程学院,河北邯郸 056038
摘要：针对巷道掘进过程中自移式临时支架与顶板适应性差的问题,提出了一种基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制方法.分析了自移式临时支架的工作原理,并针对自移式临时支架必须具备适应顶板压力变化的能力问题,在支撑液压缸控制回路中增加了压力调整回路,建立了自移式临时支架支撑力控制系统.为了使自移式临时支架的支撑力(即支撑液压缸的输出力)能够快速稳定地跟踪预期值,建立了模糊PID自适应控制系统模型,对PID参数进行在线自调整,实现自移式临时支架的自适应控制,增强对顶板不平整、存在倾角等特殊工况的适应性.在Matlab/Simulink中建立传统PID控制与模糊PID自适应控制系统模型,仿真结果表明:基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统对围岩顶板压力的跟踪效果较传统PID控制更好,临时支架自适应控制系统跟随围岩压力的误差为0.004 3,较传统PID控制降低了 86.11％;基于模糊PID的自移式临时支架自适应控制系统在0.12 s时接近平稳,而传统PID控制在8.685 s时才接近平稳,说明模糊PID自适应控制响应速度比传统PID控制有较为明显的优势.在AMEsim中建立支撑液压缸位移控制系统模型,并与Matlab/Simulink进行联合仿真,在调平过程中,选取相邻支撑液压缸间的数据进行研究分析,结果表明:相邻支撑液压缸间的同步误差基本控制在±5×10-15 m以内,精度较传统PID控制方法有较大提高,且曲线波动均匀平缓,幅值波动范围较小.
关键词：自移式临时支架支撑液压缸支撑力控制模糊PID自适应控制临时支架立柱相邻支撑液压缸同步控制
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52104092)山东省自然科学基金(ZR2020QE120)泰安市科技创新发展项目(2021GX054)
论文发表日期：2024-12-10
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：9( 76-84 )
英文信息