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深海集矿机按预定路径自行走控制的研究

薛光明  
【摘要】:集矿机是深海采矿系统中最为关键的子系统之一,提高集矿机的自动控制性能和智能程度,对提高整个采矿系统的集矿效率和工作可靠性有着重要的意义。但由于深海特殊的作业环境和深海开发技术的不成熟,使得集矿机自动控制系统的研制遇到了许多新的问题。因此,有必要在这方面进一步深入研究,为今后我国能够更好地掌握可应用于商业深海矿藏资源开发的深海采矿技术打下良好的基础。 本文研究的目的是寻求一种利用现有技术可以实现、能够满足1000米海试时集矿机的控制要求、符合集矿机控制特点和深海作业环境特点的集矿机按预定路径自行走控制模型。为此,本文主要做了如下几个方面的研究工作: (1)从履带式集矿机系统的控制特点出发,通过对各类现代控制理论的分析和比较,选择了自适应控制理论作为控制模型的理论基础; (2)以专家自适应控制作为理论基础,以路径偏差最小为控制的主要性能指标,在依靠现有的集矿机控制系统能够实现的前提下,提出了一套集矿机按预定路径自行走控制模型; (3)针对本文提出的控制模型,建立了计算机仿真实验平台和实物试验平台。在此基础上,本文设计了不同类型的测试试验,对提出的控制模型进行了大量详实的实验研究,并对实验结果做了分析和说明; (4)总结了研究经验,对今后本控制模型在实际采矿系统中的应用进行了相应的考虑,并提出了可能进一步优化系统控制性能的若干建议。 实验结果表明,本文提出的集矿机按预定路径自行走专家自适应控制模型不仅达到了各项设计要求,而且具有良好的稳定性和鲁棒性。


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