深海集礦機集礦頭高度控制技術研究.pdf

1、深海采礦是一個極其復雜的過程，整個采礦系統(tǒng)以運行于6000m深海極限工況環(huán)境的集礦機為隨動中心作業(yè)，位于集礦機前端的集礦頭完成對深海底表層金屬結核的捕獲收集，集礦頭高度參數(shù)直接影響能否捕獲結核及結核收集效率，間接影響對深海沉積物的擾動程度，該參數(shù)的控制是整個采礦控制系統(tǒng)的關鍵之一。開展集礦頭高度控制技術研究，對提高集礦頭高度參數(shù)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)品質，進而保證集礦安全、高效及保護海底環(huán)境等，具有重要意義。 本文以深海集礦機為背景，首先介

2、紹了水力式集礦機集礦原理及集礦裝置組成。針對集礦頭高度控制液壓系統(tǒng)的非對稱性特點，分別建立了集礦頭上升和下降時液壓系統(tǒng)數(shù)學模型，并在模型中引入摩擦阻力，分析了集礦頭上升和下降時液壓系統(tǒng)數(shù)學模型的異同。在此基礎上，利用matlab軟件建立了集礦頭高度控制系統(tǒng)仿真模型。由于集礦頭高度采用電液比例閥控液壓缸結構，是復雜的非對稱、非線性系統(tǒng)，本文在分析基于傳統(tǒng)PID和模糊控制算法優(yōu)缺點的基礎上，提出帶死區(qū)補償?shù)姆菍ΨQ模糊PID控制算法：采用死區(qū)