基于负载反馈的掘锚机截割转速-转矩协同控制研究

摘要

针对复杂煤岩地质条件下掘锚机截割负载多变、传统控制方式难以兼顾效率与稳定性的问题，提出了一种基于负载反馈的掘锚机截割转速-转矩协同控制方法。首先，建立截割系统动力学模型，分析负载的周期性、随机性与冲击性特征，并提出以电动机电流为反馈的负载实时估计与分级方法；在此基础上，设计了轻载高速、重载低速的转速-转矩协同映射规则，结合前馈补偿与参数自整定模糊PID控制，构建了自适应协同控制系统。仿真与半实物实验结果表明：相比传统恒转速控制，所提策略可将突加负载下的转速恢复时间缩短约60%，跟踪精度提升约38%，并在宽负载范围内使系统综合能效平均提升11.3%、能耗降低12.7%。研究结果为掘锚机智能化截割控制提供了有效的技术解决方案。

关键词

掘锚机 / 协同控制 / 负载反馈 / 转速-转矩匹配 / 模糊PID控制

基金资助

天地科技股份有限公司创新创业资金专项重点项目（2024-TD-ZD008-02）