掘进机自动截割控制系统动态特性与稳定性分析

"该文主要探讨了掘进自动截割成形控制系统的动态特性分析，通过建立基于传递函数模型的方法，分析了系统组成和主体结构，并详细解析了系统各基本元件的传递函数模型。文中还进行了仿真实验，研究了掘进机截割头在水平运动时的系统动态特性，验证了系统的稳定性和高效性。" 本文是关于行业研究的一篇论文，主要集中在掘进机的自动截割成形控制系统的动态特性分析上。作者提出了一种基于传递函数模型的分析方法，这种方法能够清晰地揭示系统的工作原理和性能特点。首先，文章详细阐述了系统的构成和主体结构，包括各个基本元件，如控制器、执行器等，并利用数学工具建立了这些元件的传递函数模型，这有助于理解系统的动态响应行为。 接着，作者通过仿真实验研究了掘进机截割头在水平运动时的动态特性。实验结果显示，系统的开环传递函数由比例、积分和二阶振荡环节组成，属于典型的Ⅰ型系统。在设定可调增益Kp=14的情况下，系统表现出良好的输出响应，没有超调现象，响应曲线平滑，上升时间仅为0.428秒，调节时间0.797秒，表明系统反应迅速且稳定。此外，系统不存在零点，其特征根均位于S平面的左半平面，这意味着系统有正的幅值裕量和相位裕量，具备良好的稳定性。 最后，进行了现场试验，验证了理论分析的准确性。试验数据显示，截割头在垂直方向的截割误差不超过40mm，巷道截割断面的单边定位精度小于50mm，而重复精度更是小于20mm，这些数值证明了该自动截割成形控制系统的高精度和重复性。 关键词“掘进机”、“自动截割成形控制”和“动态特性”表明，这篇文章关注的是如何通过先进的控制策略来优化掘进作业的精度和效率，这对于提高矿山开采的安全性和经济效益具有重要意义。同时，通过传递函数模型的运用，为类似的复杂机械设备的控制系统设计提供了理论指导和技术参考。