Investigación sobre el Control Adaptativo de Equipos de Perforación Aéreos Basado en la Optimización por Algoritmo Genético
Autores: Liu, Qingyun; Zha, Yiwen; Liu, Tao; Lu, Chao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Investigación sobre el Control Adaptativo de Equipos de Perforación Aéreos Basado en la Optimización por Algoritmo Genético
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Velocidad de rotación
Fuerza propulsora
Tubo de perforación
Dureza del carbón
Motor hidráulico
Algoritmo genético
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La velocidad de rotación y la fuerza propulsora son los dos parámetros críticos en el trabajo de la máquina de anclaje aérea. Para abordar el problema de que una velocidad de rotación y una fuerza propulsora irrazonables inducirán la rotura de la tubería de perforación y la incapacidad de la broca para cortar carbón adecuadamente, este documento propone una estrategia de control adaptativa para la máquina de anclaje aérea basada en la optimización del algoritmo genético. En primer lugar, obtenemos la dureza del carbón correspondiente mediante la adquisición en tiempo real del par de trabajo de la tubería de perforación. Luego, calculamos la velocidad de rotación razonable del motor hidráulico y la fuerza propulsora del cilindro hidráulico sobre el carbón de diferentes durezas. En segundo lugar, se aplica el algoritmo genético para optimizar los parámetros del controlador PID (proporción, integración, diferenciación) para que el sistema pueda alcanzar el valor objetivo de manera rápida y confiable y lograr un control adaptativo. Finalmente, se establece un modelo de simulación del sistema de giro y del sistema de propulsión de la máquina de anclaje aérea en el software hidráulico AMESim, y se realizaron pruebas de simulación bajo dos condiciones de trabajo distintas: dureza de carbón única y dureza de carbón de cambio repentino. Los resultados indican que la estrategia de control PID basada en la optimización del algoritmo genético tiene un tiempo de respuesta más corto, un sobreimpulso más pequeño y un error en estado estacionario más bajo que la estrategia de control PID tradicional.
Descripción
La velocidad de rotación y la fuerza propulsora son los dos parámetros críticos en el trabajo de la máquina de anclaje aérea. Para abordar el problema de que una velocidad de rotación y una fuerza propulsora irrazonables inducirán la rotura de la tubería de perforación y la incapacidad de la broca para cortar carbón adecuadamente, este documento propone una estrategia de control adaptativa para la máquina de anclaje aérea basada en la optimización del algoritmo genético. En primer lugar, obtenemos la dureza del carbón correspondiente mediante la adquisición en tiempo real del par de trabajo de la tubería de perforación. Luego, calculamos la velocidad de rotación razonable del motor hidráulico y la fuerza propulsora del cilindro hidráulico sobre el carbón de diferentes durezas. En segundo lugar, se aplica el algoritmo genético para optimizar los parámetros del controlador PID (proporción, integración, diferenciación) para que el sistema pueda alcanzar el valor objetivo de manera rápida y confiable y lograr un control adaptativo. Finalmente, se establece un modelo de simulación del sistema de giro y del sistema de propulsión de la máquina de anclaje aérea en el software hidráulico AMESim, y se realizaron pruebas de simulación bajo dos condiciones de trabajo distintas: dureza de carbón única y dureza de carbón de cambio repentino. Los resultados indican que la estrategia de control PID basada en la optimización del algoritmo genético tiene un tiempo de respuesta más corto, un sobreimpulso más pequeño y un error en estado estacionario más bajo que la estrategia de control PID tradicional.