煤矿作为我国主要的能源,其开采往往伴随着极高的危险性,每年因为采矿而发生的事故不计其数。针对这种情况,提出一种矿井液压支架信息化监控系统设计方案。基于C/S架构,使用Qt开发客户端与服务器端程序,利用串口类实现服务器端与设备间的通讯;引入UDP的通讯方式,实现多台客户端至服务器端,再由服务器端至设备的双重通讯方式;引入云服务器,数据上传云端,使得设备运行状况不局限于现场,各部分整合,最终完成整个系统的开发。经测试表明设计方案可大大减少井下液压支架控制现场的人员数量,保证人员安全的同时,提高采煤效率,为液压支架信息化构建提供了一些参考。

针对液压控制系统中存在的强非线性、参数不确定性和高频干扰等问题,提出一种基于指令滤波和期望补偿的鲁棒控制算法。该控制算法结合扩展状态观测器(ESO),实现了对速度及外干扰的估计;所设计的自适应控制算法可以在线估计系统的不确定参数;利用期望补偿方法,将实际速度信号替换为相应的期望值,以减少对控制效果的影响。此外,利用指令滤波技术避免了反步控制法里的微分膨胀问题,基于Lyapunov函数证明了所设计控制器的稳定性,且所有信号均有界。仿真结果表明,系统期望跟踪指令幅值为40 mm时,在1 Hz和0.5 Hz工况下,平均跟踪误差分别约为0.088 mm和0.0481 mm,可见跟踪误差收敛到了极小值,系统跟踪精度得到了提高。

针对液压马达伺服控制系统由于系统强非线性引起的精确控制困难的问题,提出了基于线性化和滑模控制算法的自适应鲁棒积分滑模控制器。在不改变系统模型的前提下,应用线性化将系统模型中的部分非线性项进行线性化处理,降低了系统的强非线性,并结合自适应算法进行线性化误差补偿。同时,针对跟踪精度不足等问题,引入积分滑模控制算法进行鲁棒控制器设计,并通过Lyapunov理论证明了液压马达伺服系统的闭环稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器相比传统PID控制性能提升了40%,且具有较强的鲁棒性。