【摘 要】
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在我国,相较于采煤工作,煤巷掘进领域由于投入产出比低而不太受重视,导致大部分矿井采掘失衡,煤矿巷道掘进装备较落后、巷道掘进速度无法满足采煤的需求、掘进时安全事故频发,巷道的支护已经成为制约掘进效率提升的主要问题。为解决上述问题,目前国内外陆续开发了以掘锚一体机、跨骑式锚杆钻车、后配套系统组成的快速掘进装备,实现了掘、支、运平行作业的新模式,形成了不同地质条件下系列化的成套快速掘进装备,实现了快掘技
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在我国,相较于采煤工作,煤巷掘进领域由于投入产出比低而不太受重视,导致大部分矿井采掘失衡,煤矿巷道掘进装备较落后、巷道掘进速度无法满足采煤的需求、掘进时安全事故频发,巷道的支护已经成为制约掘进效率提升的主要问题。为解决上述问题,目前国内外陆续开发了以掘锚一体机、跨骑式锚杆钻车、后配套系统组成的快速掘进装备,实现了掘、支、运平行作业的新模式,形成了不同地质条件下系列化的成套快速掘进装备,实现了快掘技术的重大突破。本文以CMM6-30Y型矿用跨骑式锚杆钻车为研究对象,建立了履带行走装置的机械模型和行走液压回路模型,通过联合仿真引入马达同步控制技术和PID、模糊PID控制,研究了跨骑式锚杆车行走同步性。主要研究内容如下:（1）对跨骑式锚杆钻车履带行走装置建模并进行受力分析,求取直线前进、后退、爬坡时的驱动力矩;以行走部为研究对象,对比理论结果作模型验证;仿真分析履带张紧、路面参数、行进加速度对跨骑式锚杆钻车行驶稳定性和同步性状况的影响。（2）分析跨骑式锚杆钻车的液压行走系统,对回路中负载敏感、恒功率及压力补偿的功能元件作原理及结构研究,并搭建负载敏感泵控回路和LS压力补偿回路仿真验证其功能;在此基础上建立完整的履带行走液压回路,验证模型的合理性。（3）将机械模型和液压系统回路模型作两支路负载均衡的联合仿真,对比两支路不同负载或存在负载扰动时的结果,针对仿真结果分析负载敏感系统对跨骑式锚杆钻车的行走稳定性和同步性的调控作用。（4）基于负载敏感系统对跨骑式锚杆钻车行走同步性控制的不足,进行主从、并行、交叉耦合马达同步控制的仿真对比,并在各支路加入PID控制器,得出交叉耦合PID方式下的双马达的同步控制性能最佳。（5）考虑到PID控制对跨骑式锚杆钻车在复杂多变路况等外界干扰下的调控精度差及响应迟缓的问题,将模糊控制与PID结合设计模糊PID控制器,代替PID应用于交叉耦合双马达回路;先做单马达回路控制对比,验证了模糊PID优于PID;构建机械-液压-控制联合仿真模型,分析模糊PID对跨骑式锚杆钻车的两马达转速、两支路流量压力及行驶跑偏状况的影响,结果显示,模糊PID控制下的跨骑式锚杆钻车的行驶稳定性和直行同步性显著改善。
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