钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理研究

摘要

为提高瓦斯抽采孔钻进过程中控制参数调节的智能化程度,揭示了钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理,开发了钻进参数自适应控制技术.以最高钻进效率为控制目标,选择卡钻概率、排渣顺畅性和锚固稳定性为边界条件,并据此划分了钻进状态种类.通过分析边界条件对钻进过程的影响,建立了各边界条件的数学模型,构建了钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理数学模型体系.根据钻进工况智能感知与自适应控制机理,开发了基于差分进化算法的自适应控制技术,实现了钻孔机器人控制向量的自动优化.地面钻进试验表明,钻进工况智能感知与自适应控制技术能控制钻孔机器人在钻进岩层突变时较快地实现对控制参数的自动调节,使钻孔机器人保持高效、稳定的钻进状态.