截割机构延迟特性对巷道断面成型精度影响分析 论文

由于执行元件响应时间差、负载干扰以及液压油液的压缩性等多因素的影响，使得在手动换向阀或电磁换向阀控制掘进机截割煤岩时存在较大延迟，导致断面成型精度较低。为了更好地理解这种延迟对截割精度的影响，研究人员考虑了截割部执行机构的延迟特性，并根据掘支锚机组截割部系统的硬件组成和基本参数，采用D-H方法建立了截割机构的运动学模型。该模型详细分析了机构动作延迟对截割控制方程的影响，并建立了在横摆和纵摆截割动作延时情况下，截割头中心在巷道断面坐标系上的运动误差模型。

通过MATLAB数值计算软件进行仿真研究的结果表明，在仿真工况下，当横摆速度恒定时，不同延迟时间（如50ms、100ms和200ms）下的横摆截割轨迹误差分别为10mm、20mm和40mm。同时，当横摆速度分别为50mm/s、100mm/s和200mm/s时，横摆截割的轨迹误差分别为5mm、10mm和20mm。这些结果表明，随着截割部横摆速度和动作延迟的增大，截割轨迹误差也随之增大。

需要注意的是，由于普通的开关电磁换向阀不易进行流量的实时调控，因此很难对截割部横摆速度进行缓冲控制。为此，必须充分掌握截割执行机构的延迟特性，并在控制系统中设置适当的提前量，以消除动作延迟带来的截割误差。更多关于掘进机截割机构的仿真分析与动态特性，可以参考《基于ADAMS的掘进机截割机构受迫振动仿真分析》(点击访问详情)和《纵轴式掘进机截割机构仿真系统开发设计》(点击访问详情)。