Un Control de Altura Adaptativo Basado en Gemelos Digitales para un Cortador
Autores: You, Xiusong; Guo, Yinan; Miao, Bing; Ge, Shirong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Control de Altura Adaptativo Basado en Gemelos Digitales para un Cortador
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Shearer
Método de control
Tecnología de gemelo digital
Controlador adaptativo de modo deslizante difuso
Experimentos de simulación
Minería inteligente
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El cortador es un componente importante de la cara de trabajo de la minería inteligente, y su control efectivo es un aspecto clave que garantiza una producción segura y altamente eficiente en las minas de carbón. Para abordar el problema del ajuste autónomo de altura durante el proceso de corte del cortador, se propone un método de control de velocidad auto-adaptativo impulsado por tecnología de gemelos digitales. Primero se establece una arquitectura de control basada en gemelos digitales para el cortador, que consiste en entidades físicas y virtuales correspondientes, así como en la interacción realidad-virtual entre ellas. Basado en el modelo matemático formulado para el sistema de ajuste de altura del cortador, se diseña un controlador de modo deslizante difuso adaptativo (AFSMC) con estimación de desplazamiento para la entidad virtual, con el propósito de guiar la operación de la entidad física correspondiente. Experimentos de simulación en MATLAB comparan el rendimiento de control entre el método propuesto y cuatro métodos comparativos, incluyendo el controlador PID, el controlador de modo deslizante integral (ISMC), el controlador de linealización por retroalimentación (FLC) y el controlador de modo deslizante difuso (FSMC). Los resultados experimentales confirman la efectividad del AFSMC propuesto. Más específicamente, su error en estado estacionario es 0.024, la entrada de control absoluta máxima es 8.43, y el tiempo de asentamiento es 1.74 s. Esto también prueba que el método de control basado en gemelos digitales permite el ajuste de altura adaptativo preciso del cortador, proporcionando una referencia potencial para el desarrollo inteligente de una cara de trabajo de minería inteligente.
Descripción
El cortador es un componente importante de la cara de trabajo de la minería inteligente, y su control efectivo es un aspecto clave que garantiza una producción segura y altamente eficiente en las minas de carbón. Para abordar el problema del ajuste autónomo de altura durante el proceso de corte del cortador, se propone un método de control de velocidad auto-adaptativo impulsado por tecnología de gemelos digitales. Primero se establece una arquitectura de control basada en gemelos digitales para el cortador, que consiste en entidades físicas y virtuales correspondientes, así como en la interacción realidad-virtual entre ellas. Basado en el modelo matemático formulado para el sistema de ajuste de altura del cortador, se diseña un controlador de modo deslizante difuso adaptativo (AFSMC) con estimación de desplazamiento para la entidad virtual, con el propósito de guiar la operación de la entidad física correspondiente. Experimentos de simulación en MATLAB comparan el rendimiento de control entre el método propuesto y cuatro métodos comparativos, incluyendo el controlador PID, el controlador de modo deslizante integral (ISMC), el controlador de linealización por retroalimentación (FLC) y el controlador de modo deslizante difuso (FSMC). Los resultados experimentales confirman la efectividad del AFSMC propuesto. Más específicamente, su error en estado estacionario es 0.024, la entrada de control absoluta máxima es 8.43, y el tiempo de asentamiento es 1.74 s. Esto también prueba que el método de control basado en gemelos digitales permite el ajuste de altura adaptativo preciso del cortador, proporcionando una referencia potencial para el desarrollo inteligente de una cara de trabajo de minería inteligente.