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悬臂式掘进机自动截割控制仿真研究的开题报告
悬臂式掘进机是目前广泛应用于采煤、隧道、地铁等领域的关键设备之一。在悬臂式掘进机的运行过程中，截割控制是非常重要的一个方面，它决定了掘进机的生产效率和准确性。然而，由于现场环境的特殊性，直接进行截割控制测试和实验并不可行。因此，基于仿真技术开展悬臂式掘进机截割控制仿真研究，对于完善控制系统，提高生产效率具有非常重要的意义。
本文旨在介绍悬臂式掘进机自动截割控制仿真研究的相关背景，分析现有研究成果和技术瓶颈，探讨研究内容和方法，最后给出研究的主要目标和预期成果。
一、研究背景
悬臂式掘进机在地下工程的开挖中具有广泛应用和重要作用。掘进机的截割控制是反映掘进机性能的重要指标之一，对于提高掘进机的使用效率、降低能耗、保障作业安全具有十分重要的意义。
然而，由于掘进现场难以进行控制实验，为确保掘进效率和工程质量，必须采取可靠的仿真技术。利用计算机仿真技术开展悬臂式掘进机截割控制方法的仿真研究，可以为掘进机的设计改进和控制优化提供重要的理论依据。
二、研究现状和技术瓶颈
当前关于悬臂式掘进机截割控制的仿真研究较为单一和不足，对掘进机行进、截割、推进等环节还未完全理论分析和模拟。传统的掘进机控制方法主要基于直接经验调参取得相应控制规则，不能满足工程现场对掘进机控制系统要求的实时精准性和安全性。
应用现代控制理论和方法，建立掘进机的控制模型和仿真平台，加强对掘进机截割控制系统的研究，对于提高掘进机的截割效率和质量以及加强对掘进机行进、截割和推进等环节控制的全面完善具有重要意义。
三、研究内容和方法
本研究拟基于现代控制理论和方法，建立悬臂式掘进机截割控制仿真模型和仿真平台，探讨掘进机截割控制的优化方法和策略。
1.建立悬臂式掘进机截割仿真模型
对掘进机的结构和截割过程进行分析，建立悬臂式掘进机截割仿真模型，并利用MATLAB等软件工具，建立掘进机模型的数学模型。
2.设计掘进机截割控制系统
根据掘进机截割过程的特点，设计掘进机截割控制系统，包括伺服控制系统、传感器测量系统、PLC控制系统等。此外，针对掘进过程中易受到环境等因素影响的情况，设计掘进机截割控制系统的容错策略、安全保护机制等。
3.进行仿真测试和验证
利用仿真平台对掘进机截割控制系统进行仿真测试和验证，确定掘进机的控制策略和控制算法。仿真测试和验证结果和工程现场测试结果进行比对，确认仿真研究结果的准确性和可靠性。
四、研究目标和预期成果
通过本研究开展掘进机截割控制仿真研究，主要目标是：建立悬臂式掘进机截割控制系统的模型，设计掘进机截割控制系统的策略，开展仿真测试和验证，以期达到以下预期成果：
1.针对悬臂式掘进机的特点，建立完整的掘进仿真模型和仿真平台。
2.设计和优化掘进机截割控制系统，提高掘进机的控制精度和安全性，提高截割效率和品质。
3.对掘进机截割过程中关键因素进行分析和模拟，并对相应的控制规则、策略进行优化和改进，加强对掘进机截割控制的理论分析和技术创新。
4.提供科学的仿真测试和验证，为掘进机的设计改进和控制系统优化提供理论指导和技术支持。
以上为本文所述悬臂式掘进机自动截割控制仿真研究的开题报告，内容包括研究背景、研究现状和技术瓶颈、研究内容和方法，以及研究目标和预期成果。本研究的开展意义重大，具有很强的实用性和科学性。