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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种多变量耦合的旋挖钻机油门控制方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115853648B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211601115.7，技术领域涉及：F02D11/10；该发明授权一种多变量耦合的旋挖钻机油门控制方法及系统是由莫绍鹏;王继新;王海金;沈雨鹰;刘超勤;李想;顾晓超;王琦;冯晨龙设计研发完成，并于2022-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多变量耦合的旋挖钻机油门控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提出了一种多变量耦合的旋挖钻机油门控制方法，包括以下步骤：获取旋挖钻机钻进过程的工作参数变量，并设定期望值；将各变量实际值输入神经网络，根据工况实时预测各变量对各控制量的影响因子并输入NPI控制器；将各变量误差值输入NPI控制器，结合影响因子经过非线性比例、积分运算得到三维控制量；将三维控制量输入旋挖钻机的发动机油门、加压油缸阀口、动力马达阀口，控制动力头扭矩、动力头加压力、单位时间进尺量同时达到期望区间。本发明采用非线性PI控制，能很好地适应旋挖钻机作业环境的非结构性，鲁棒性强；引入控制量影响因子进行多变量耦合，实现旋挖钻机钻进过程的油门自动控制，极大提高钻进作业的效率，降低操作工人的工作强度。

本发明授权一种多变量耦合的旋挖钻机油门控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种多变量耦合的旋挖钻机油门控制方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下： 步骤1，获取当前时间点t的动力头扭矩实际值Tr、动力头加压力实际值Pr和单位时间进尺量实际值Hr；根据以上数据对比分析判断所处的钻进地层，根据所处钻进地层划分工况；根据所处工况得到设定的各变量期望值Td、Pd、Hd；获取前一时间点t-Δt的参数所述参数表示前一时间点t-Δt的三维误差值et-Δt的二阶差分，其定义为动力头扭矩、动力头加压力和单位时间进尺量误差值e分别用Te、Pe和He表示，下标t表示当前时间点，t-Δt表示当前时间点的前一时间点，t-2Δt为当前时间点前的第二个时间点，Δt为采样间隔； 步骤2，将当前时间点t的动力头扭矩、动力头加压力、单位时间进尺量三个变量的实际值Tr、Pr和Hr输入神经网络的输入层，由神经网络隐藏层中的激活函数执行输入到输出的非线性转换，转换关系为和yi＝fWiyi-1,式中y表示具有I＝3个输入的神经元的输出，x表示输入，w表示输入和输出之间的权重，b是偏置项，f表示激活函数；yi表示第i个神经网络层的输出，Wi是第i-1层和第i层之间的权重；由输出层输出控制量影响因子ω1～ω7，将控制量影响因子ω1～ω7输入NPI控制器中； 步骤3，将当前时间点t动力头扭矩、动力头加压力和单位时间进尺量的误差值Te、Pe和He输入NPI控制器中， 根据下列计算公式得到三维控制量uv、ul1、ul2 KP表示比例增益，KI表示积分增益， Δt表示采样间隔，Gv表示发动机油门控制量的积分因子，Gl1表示加压油缸阀口控制量的积分因子，Gl2表示动力马达阀口控制量的积分因子；b表示对照因子，决定了收敛速度；和分别为步骤1中用动力头扭矩、动力头加压力和单位时间进尺量误差值Te、Pe和He计算得到的参数和为误差的变化率； 三维控制量uv、ul1、ul2，分别对应发动机油门、加压油缸阀口和动力马达阀口的增量； 步骤4，将三维控制量u＝[uvul1ul2]T输入旋挖钻机的发动机油门、加压油缸阀口、动力头动力马达阀口，通过控制上述各油门和阀口增量实现旋挖钻机钻进作业过程的油门自动控制；给三个误差值et＝[TePeHe]T设置三个对应误差阈值ε＝[ε1ε2ε3]T，当etε时，动力头扭矩、动力头加压力、单位时间进尺量都达到期望区间，完成油门控制。

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