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数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术

张超 张旭辉 张楷鑫 谢楠 周创

张超,张旭辉,张楷鑫,等.数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术[J].工矿自动化,2020,46(9):15-20..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17640
引用本文: 张超,张旭辉,张楷鑫,等.数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术[J].工矿自动化,2020,46(9):15-20..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17640
ZHANG Chao, ZHANG Xuhui, ZHANG Kaixin, et al. Digital twin driven remote automatic cutting control technology of roadheader[J]. Industry and Mine Automation, 2020, 46(9): 15-20. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17640
Citation: ZHANG Chao, ZHANG Xuhui, ZHANG Kaixin, et al. Digital twin driven remote automatic cutting control technology of roadheader[J]. Industry and Mine Automation, 2020, 46(9): 15-20. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17640

数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17640
基金项目: 

陕西省创新人才计划项目(2018TD-032)

陕西省重点研发计划项目(2018ZDCXL-GY-06-04)

详细信息
  • 中图分类号: TD641

Digital twin driven remote automatic cutting control technology of roadheader

  • 摘要: 目前掘进机远程截割控制方法大多基于视频监控与平面信息,巷道断面成形质量取决于人工操作经验,可靠性较低。针对该问题,研究了数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术,从数据感知、数据驱动、数据传输、远程自动截割控制等方面介绍了数字孪生驱动掘进机自动截割的实现过程。采用视觉测量技术获取掘进机位姿数据、气体传感器等获取掘进环境数据,构成数字孪生驱动的数据来源;建立掘进机虚拟模型和虚拟场景并完成虚拟模型动作编程及虚拟模型与虚拟场景的耦合,通过求解掘进机运动学正逆解,实现掘进机与虚拟模型交互;基于三次多项式方法进行巷道断面“S”形截割轨迹规划,设计反馈线性积分滑模控制器实现截割轨迹跟踪控制;采用MySQL数据库作为数据交互媒介,通过井下工业以太环网及矿用5G技术实现数据远程传输。实验结果表明,掘进机截割头能稳定跟随规划轨迹,且同一时刻虚拟界面显示的掘进机截割头位姿与实际位姿一致。

     

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  • 刊出日期:  2020-08-20

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