履带式,采矿车,压实阻力

杨文志 武晓桥 李强 【摘要】：对步行轮轮脚与土壤的相互作用关系进行了深入系统的分析和研究，建立了轮脚驱动面、支承面的力学模型，并以此为基础编制了预测步行轮牵引性能的计算机程序，为步行轮的设计和研究提供了有力手段。 关键词步行 鲁植雄;万志远;徐嘉粱;顾永勤;;水稻直播机牵引性能试验分析A;2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集C;2007年履带式行走机构因其自身固有的结构特点经常被广泛应用在军事、农业以及采矿等特殊路面环境领域1。 对于深海6 km多金属结核及钴结壳采矿领域而言,德国、印度、韩国、中国等众多国家,相继研制出了包含海底履带式采矿车的深海采矿系统。

采矿车

深海底海泥的力学特性直接影响到采矿车的行走性能。 Zvi等1对于履带车辆进行了理论建模和分析,但此模型仅适应于一般陆地,对于深海底特殊复杂环境下的履带车辆行驶力学的研究缺乏研究。 上述研究着重于履带驱动力和打滑之间的关系,对于深海履带采矿车行走过程中遇到的阻力问题未过多涉及。 牵引力随打滑率增加而急剧减小，最终稳定在 30 kN。

通过对推土阻力、压实阻力、转弯阻力、水阻力的理论分析，建立履带式采矿车的动力学模型，提出了采矿车直线行走时打滑率 i 应≤20%的控制要求，并设计带模糊 PID 控制器的打滑率控制系统。 利用 Simulink 软件，对控制系统进行仿真。 从全液压履带车辆液压驱动系统原理出发,建立了全液压履带车辆打滑率在线估计模型。

通过图像处理系统定量测量推力球轴承中运动钢球的公转线速度,通过光干涉技术获得运动钢球的油膜厚度。 我们采用集成电路研制了一种直接数字显示的打滑率测定仪如图1,并配有接近开关式的传感器,可以独立地测量打滑率。 详细 《粮油加工与食品机械》1979年12期下载次数(12),被引次数 (0) 基于动力学分析的深海履带式采矿车行走打滑控制 在分析我国深海底海泥特性的基础上,利用膨润土模拟海泥,得到深海履带式采矿车牵引力和打滑率之间的关系。

牵引力随打滑率增加而急剧减小,最终稳定在30 kN。 采用拟动力学的分析方法，考虑滚子离心力和弹流润滑，建立四个基本方程，求出滚子实际公转速度。 将实际公转速度与无打滑的公转速度比较，便可求出滚子公转打滑率。 基于履带车剪切位移与剪切强度之间的关系，提出了水下履带式采矿车行走的剪切位移要求。 同时，在考虑了推土阻力、压实阻力、水阻力及软管力等作业情况下，对履带式采矿车进行了动力学分析及运动学建模。

通过仿真，得到了履带式采矿车直行及转弯情况下左右履带的平均剪切位移。 通过PD控制，在保证履带车路径跟踪的情况下，将剪切位移控制在要求的范围之内，保证了水下履带式采矿车行走过程中的动力要求，为今后履带车路径规划提供了理论基础。 通过对推土阻力、压实阻力、转弯阻力、水阻力的理论分析,建立履带式采矿车的动力学模型,提出了采矿车直线行走时打滑率i应≤20%的控制要求,并设计带模糊PID控制器的打滑率控制系统。 利用Simulink软件,对控制系统进行仿真。 仿真结果表明,所设计的打滑控制系统能够满足深海履带式采矿车行走控制要求,打滑率控制响应速度快、稳态性好,保证采矿车良好的动力性能。

本文建立了二自由度轮式移动机器人路径跟踪的动力学模型,并设计了自整定模糊PID控制器。 利用模糊推理的方法,对PID控制器的参数进行自动整定。

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仿真实验用常规增量式PID控制和自整定模糊PID控制算法结合进行航向跟踪。 结果表明该算法与常规PID算法相比,系统误差减少了20%左右,响应时间减小到原来的0.4,有效地改善了控制器的动态性能,同时表现出了较好的自适应能力。 路径跟踪仿真结果表明,轮式移动机器人能够迅速向目标路径靠拢,并能平稳地跟踪规划路径。 移动机器人是深海采矿系统中最为关键的子系统之一。

由于海底固有地形特点的影响,以及海底采矿移动机器人自身结构和运动等因素的制约,因此研究海下移动机器人的避障问题有着重要意义。 基于海底复杂地形的特点,在充分考虑了障碍物宽度以及移动机器人自身宽度和传感器偏差等因素的影响下,本文提出了基于预定路径的单障碍物避障算法,使移动机器人可以顺利避障,并通过仿真实验验证了该算法的可行性,为集矿车的控制算法研究提供了一定的参考。 在空气电加热器的控制过程中,由于被控对象具有明显的非线性和变增益特性,且随机干扰严重,其温度很容易产生波动,传统的P ID控制不能取得好的控制效果。

履带采矿车