[发明专利]一种地下掘进装备的控制方法

摘要

本发明公开了一种地下掘进装备的控制方法，具体包括以下步骤：设置绕着刀头的预设掘进轴线按圆周运动间隔进行布置行走的液压缸；根据预设掘进轴线，获取各个液压缸的位移量对应的矩阵：然后根据滚动优化和反馈校正原理，获得地下掘进装备中液压缸的预测控制律模型公式，根据已知量最终获得控制量；然后将该控制量施加到地下掘进装备的各个液压缸的控制输入端中，并按照上述方法循环获得下一个地下掘进装备的控制量，让地下掘进装备沿着预设掘进轴线轨迹实时行走，直至该地下掘进装备到达预挖掘的终端为止。本发明获取各个液压缸的伸出量，并施加到每一个液压缸上，最终使得液压缸的伸出量符合预设值即时刻按照预设轴线行走，提高检测精度。

主权项

1.一种地下掘进装备的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(一)设置绕着刀头的预设掘进轴线按圆周运动间隔进行布置行走的液压缸；(二)根据预设掘进轴线，获取各个液压缸的位移量对应的矩阵：y(k)＝[y₁ y₂ ··· y_b]^T   (1‑1)(三)然后根据滚动优化和反馈校正原理，获得地下掘进装备中液压缸的预测控制律模型公式为：Δu(k)＝P(Z^‑1)y_r(k+N)‑α(Z^‑1)y(k)‑β(Z^‑1)Δu(k‑1)   (1‑2)上述公式中：且由于多项式α(Z^‑1)和β(Z^‑1)的阶次分别是n_a和n_b‑1，即获得u(k)＝u(k‑1)+Δu(k)   (1‑3)(四)已知给定y(k)值、预测时域的N值、控制时域的N_u值和加权常数λ的值，并获取丢番图方程：1＝E_j(Z^‑1)A(Z^‑1)Δ+Z^‑1F_j(Z^‑1)E_j(Z^‑1)B_j(Z^‑1)＝G_j(Z^‑1)+Z^‑jH_j(Z^‑1)   (1‑4)上述公式中，j＝1,2,....,N,最终获得：E_j(Z^‑1)＝e₀+e₁Z^‑1+···+e_j‑1Z^‑j+1,e＝0；G_j(Z^‑1)＝g₀+g₁Z^‑1+···+g_j‑1Z^‑j+1；(五)然后通过丢番图方程求出E_j、F_j、G_j和H_j；(六)计算矩阵G和(G^TG+λI)^‑1；(七)然后将步骤(五)和步骤(六)以及公式(1‑1)获得的值带入公式(1‑3)和公式(1‑4)中最终获得控制量u＝[u₁ u₂ ··· u_b]^T；然后将该控制量u＝[u₁ u₂ ··· u_b]^T施加到地下掘进装备的各个液压缸的控制输入端中，并按照上述方法循环获得下一个地下掘进装备的控制量u＝[u₁ u₂ ··· u_b]^T，让地下掘进装备沿着预设掘进轴线轨迹实时行走，直至该地下掘进装备到达预挖掘的终端为止。