矿用电铲最优轨迹的智能规划与高精度抗扰动跟踪控制研究

郑伊健; 沈刚; 费树辉; 徐志豪

doi:10.13436/j.mkjx.202604001

煤矿机械 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (4) : 1 -9. DOI: 10.13436/j.mkjx.202604001

矿用电铲最优轨迹的智能规划与高精度抗扰动跟踪控制研究

郑伊健, 沈刚, 费树辉, 徐志豪

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

在智能矿山建设的推动下，矿用电铲的无人化和智能化发展已经成为明确趋势。其中，对优化轨迹进行高精度跟踪控制，是保障无人电铲作业性能与可靠性的关键。因此，对矿用电铲的优化轨迹跟踪控制展开系统研究。首先，引入T型时间映射机制解决贝塞尔曲线构造中的时空耦合问题；其次，采用双分支动态协同多目标优化算法，以保证Pareto前沿解集的多样性和求解精度；然后，设计了基于自适应扩张状态观测器（AESO）与非奇异快速终端滑模控制（NFTSMC）的复合控制器AESO-NFTSMC，该控制器通过AESO实时估计并补偿扰动，利用NFTSMC保证误差快速收敛与高精度控制，对闭环系统的稳定性进行严格证明；最后，通过试验验证了该控制器在优化轨迹跟踪中的性能。仿真与实验结果表明，所提方法在跟踪精度与抗扰动性方面均优于传统滑模控制与反步控制。