综掘巷道工况条件复杂且具有封闭边界的特殊性。针对煤巷底板滑转率影响履带支护车航向角纠偏问题,提出一种受限巷道空间内栅格化场景的履带支护车自主导航方法。采用栅格化理论将综掘巷道作业环境进行局域划分,提出航向参考影响度作为巷道模型的简化指标。基于履带支护车的运动特性,建立其在栅格化场景中的自主导航运动模型并进行液压行走系统的数学模型构建与稳定性分析;利用模糊控制与PID算法相结合进行控制参数的实时修正,实现履带支护车两侧履带速度的自适应调控以满足航向精度需求,完成履带支护车在不同滑转率影响下的航向角纠偏;搭建AMESim与Matlab/Simulink半实体物理仿真模型,对履带支护液压行走系统进行仿真验证。仿真结果表明,与传统PID控制算法相比,自主导航方法的航向角纠偏精度更高,履带调速更加稳定、不易发生振颤,验证了在栅格化场景中自主导航方法的可靠性与先进性。

国家重点基础研究发展计划(973)(2014CB046302)；国家自然科学基金面上项目(51874308)；

1 工况场景构建
1.1 自移式超前支护装备简介
1.2 巷道栅格化建模
1.3 工况影响因子分析
2 自主导航运动模型
3 模型构建与验证
3.1 系统构建
3.2 模型验证与分析
3.3 控制器设计
4 仿真试验与分析
4.1 模型建立
4.2 仿真分析
5 结 论

李瑞,张敏骏,王鹏江,沈阳,吴淼.基于局域栅格化的履带支护车自主导航方法研究[J].矿业科学学报,2020,5(04):423-434.