| 摘要 | 第1-4页 |
| ABSTRACT | 第4-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-19页 |
| ·悬臂式掘进机发展概况 | 第12-13页 |
| ·断面自动成形的研究现状及存在问题 | 第13-15页 |
| ·课题的研究意义 | 第15-16页 |
| ·本文主要研究内容 | 第16-19页 |
| 第二章 悬臂式掘进机的运动学分析 | 第19-51页 |
| ·悬臂式掘进机的基本结构 | 第19-21页 |
| ·工作装置垂直摆动机构 | 第20-21页 |
| ·工作装置水平摆动机构 | 第21页 |
| ·掘进机的空间描述 | 第21页 |
| ·掘进机坐标系统 | 第21-24页 |
| ·工作装置坐标系统 | 第22-23页 |
| ·掘进机车体坐标系统 | 第23页 |
| ·巷道断面坐标系统 | 第23页 |
| ·巷道坐标系统 | 第23页 |
| ·测量坐标系统 | 第23页 |
| ·掘进机运动学齐次坐标变换 | 第23-24页 |
| ·掘进机工作装置运动学 | 第24-28页 |
| ·工作装置运动学正解 | 第25-26页 |
| ·工作装置运动学反解 | 第26-28页 |
| ·工作装置雅可比矩阵及关节运动速度和加速度 | 第28-34页 |
| ·雅可比矩阵 | 第28-32页 |
| ·工作装置关节速度和加速度 | 第32-34页 |
| ·掘进机工作装置驱动空间运动学 | 第34-38页 |
| ·工作装置垂直摆动机构建模 | 第34-37页 |
| ·工作装置水平摆动机构建模 | 第37-38页 |
| ·掘进机车体运动学 | 第38-40页 |
| ·掘进机运动学 | 第40-42页 |
| ·掘进机运动学正解 | 第41页 |
| ·掘进机运动学反解 | 第41-42页 |
| ·运动学仿真研究 | 第42-49页 |
| ·工作装置运动学仿真 | 第42-43页 |
| ·掘进机运动学仿真 | 第43-49页 |
| ·本章小结 | 第49-51页 |
| 第三章 悬臂式掘进机工作装置动力学分析 | 第51-66页 |
| ·截割头载荷和关节广义力 | 第51-56页 |
| ·截割头载荷 | 第51-53页 |
| ·关节广义力的计算 | 第53-56页 |
| ·工作装置动力学方程 | 第56-62页 |
| ·建模方法概述 | 第56-57页 |
| ·掘进机工作装置动力学方程 | 第57-61页 |
| ·掘进过程的动力学方程简化 | 第61-62页 |
| ·工作装置液压油缸的等效驱动力 | 第62-64页 |
| ·升降油缸的等效驱动力 | 第63页 |
| ·水平回转油缸的等效驱动力 | 第63-64页 |
| ·截割头伸缩油缸的等效驱动力 | 第64页 |
| ·本章小结 | 第64-66页 |
| 第四章 悬臂式掘进机工作装置液压控制系统分析 | 第66-88页 |
| ·悬臂式掘进机液压系统的设计 | 第66-70页 |
| ·电液比例液压系统设计 | 第66-68页 |
| ·液压系统主要元件 | 第68-70页 |
| ·负载敏感系统原理 | 第70-72页 |
| ·工作装置电液比例系统建模 | 第72-78页 |
| ·比例阀的流量方程 | 第73页 |
| ·升降和伸缩电液比例系统模型 | 第73-76页 |
| ·回转电液比例系统模型 | 第76-78页 |
| ·液压系统参数的估算 | 第78-81页 |
| ·升降和伸缩液压缸负载等效质量的估算 | 第78-79页 |
| ·回转液压缸负载等效质量的估算 | 第79-81页 |
| ·参数K 的估算 | 第81页 |
| ·液压系统的状态空间表达式及离散时间模型 | 第81-86页 |
| ·工作装置液压系统连续时间状态空间表达式 | 第81-84页 |
| ·工作装置电液比例系统离散时间状态空间模型 | 第84-85页 |
| ·工作装置电液比例系统离散时间输入输出模型 | 第85-86页 |
| ·工作装置液压系统参数 | 第86页 |
| ·本章小结 | 第86-88页 |
| 第五章 截割头位置的监测及断面轮廓曲线生成理论 | 第88-101页 |
| ·截齿头的位置与巷道轮廓边界点的确定 | 第88-95页 |
| ·截割头的位置 | 第88-89页 |
| ·截割头截齿尖坐标的确定 | 第89-90页 |
| ·截齿的空间运动轨迹 | 第90-92页 |
| ·截齿的最大截割范围 | 第92-95页 |
| ·断面轮廓边界点的确定 | 第95页 |
| ·断面轮廓曲线和巷道中心线方向的确定 | 第95-100页 |
| ·断面轮廓曲线及断面坐标 | 第96-99页 |
| ·巷道中心线的方向 | 第99-100页 |
| ·本章小结 | 第100-101页 |
| 第六章 悬臂式掘进机工作装置截割轨迹规划理论 | 第101-118页 |
| ·引言 | 第101-102页 |
| ·轨迹规划概述 | 第102-103页 |
| ·截割头中心轨迹的确定 | 第103-104页 |
| ·关节空间轨迹规划 | 第104-109页 |
| ·直线截割轨迹规划 | 第105-107页 |
| ·圆弧截割轨迹规划 | 第107-109页 |
| ·驱动空间轨迹规划 | 第109-110页 |
| ·截割断面的校正与调整 | 第110-113页 |
| ·非平行断面的校正 | 第110-112页 |
| ·断面的调整 | 第112-113页 |
| ·掘进机轨迹规划仿真 | 第113-117页 |
| ·直线轨迹规划仿真 | 第113-115页 |
| ·圆弧轨迹规划仿真 | 第115-116页 |
| ·驱动空间轨迹规划仿真 | 第116-117页 |
| ·本章小结 | 第117-118页 |
| 第七章 悬臂式掘进机断面成形控制策略研究 | 第118-136页 |
| ·断面成形控制策略方案 | 第118-119页 |
| ·掘进机工作装置关节转角的直接控制 | 第119-122页 |
| ·非线性PID 控制器设计 | 第120-121页 |
| ·关节转角直接控制仿真 | 第121-122页 |
| ·掘进机工作装置的力与位置控制 | 第122-127页 |
| ·变结构控制设计 | 第123-124页 |
| ·工作装置油缸期望驱动力的计算和位置控制 | 第124-126页 |
| ·仿真研究 | 第126-127页 |
| ·掘进机工作装置的速度与位置控制 | 第127-134页 |
| ·模型参考自适应控制 | 第128-130页 |
| ·掘进机工作装置的速度和位置自适应控制器设计及仿真 | 第130-134页 |
| ·本章小结 | 第134-136页 |
| 第八章 悬臂式掘进机断面成形试验研究 | 第136-151页 |
| ·掘进机的作业过程 | 第136-137页 |
| ·试验目的及内容 | 第137页 |
| ·试验系统硬件 | 第137-141页 |
| ·车体姿态角测量传感器 | 第138-139页 |
| ·油缸行程测量传感器 | 第139页 |
| ·关节转角测量传感器 | 第139-140页 |
| ·压力传感器 | 第140页 |
| ·上位机系统 | 第140-141页 |
| ·掘进机工作装置控制系统结构 | 第141页 |
| ·掘进机工作装置控制试验 | 第141-146页 |
| ·掘进机工作装置的关节转角控制试验 | 第142-144页 |
| ·掘进机工作装置的力与位置控制试验 | 第144-145页 |
| ·掘进机工作装置的速度与位置控制试验 | 第145-146页 |
| ·掘进机工作装置全断面截割试验 | 第146-150页 |
| ·本章小结 | 第150-151页 |
| 第九章 结论与展望 | 第151-154页 |
| ·结论 | 第151-152页 |
| ·创新点 | 第152-153页 |
| ·工作展望 | 第153-154页 |
| 参考文献 | 第154-162页 |
| 致谢 | 第162-163页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第163-164页 |