【摘 要】
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长螺旋钻机是钻孔灌注施工机械的主要机种,具有连续输土、成孔质量好、效率高、无泥浆污染等优点,是一种比较理想的工程机械设备。本文针对CFG33系列长螺旋钻机钻进系统双电
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长螺旋钻机是钻孔灌注施工机械的主要机种,具有连续输土、成孔质量好、效率高、无泥浆污染等优点,是一种比较理想的工程机械设备。本文针对CFG33系列长螺旋钻机钻进系统双电机动力头存在电机输出力矩不同以及钻具下放速度需人工调节等问题,设计了以变频器控制动力头电机和钻具下放卷扬电机的自适应协调钻进系统,并对此钻进系统进行深入研究。首先,从长螺旋钻机钻进系统工作原理入手,对钻进过程的钻进阻力进行分析,得到钻进阻力与钻具下放速度、旋转速度的关系,并结合变频调速技术,确定采用变频调速钻进系统的控制方案;其次,利用调速理论,建立钻进系统中的动力头电机V/f控制、卷扬电机矢量控制的调速数学模型,并结合钻进过程电机负载模型,得到自适应协调钻进系统的数学模型;再次,通过对长螺旋钻机实际工况和控制要求的研究,借助MATLAB软件对钻进系统进行模糊控制仿真,获得了模糊控制中钻进系统最佳控制参数,并利用PLC实现对钻进系统的模糊查询,使得双电机动力头输出力矩相同并且钻具下放速度能够自动调节;最后,在长河机械有限公司的CFG33系列长螺旋钻机的基础上,对钻进系统进行大量的对比实验研究,验证了采用了变频调速钻进系统控制方案理论分析和仿真实验的正确性,实现了长螺旋钻机钻进自适应协调控制。
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