1.锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,所述方法包括:交互监测设备,采集锚杆机从钻头到操作室多部位的振动信号和工况信号;根据所述振动信号进行实时频谱分析,对得到的频谱特征和所述工况信号进行振动类型识别,区别有利振动和不利振动;根据所述有利振动和不利振动进行自适应控制,其中,对于有利振动生成维持或导通指令,对于不利振动生成反向减震指令;监测执行控制指令后锚杆机振动状态,以操作室振动幅值和桅杆共振峰幅值作为主要性能指标,对控制参数进行自适应调整优化。
2.根据权利要求1所述的锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,所述交互监测设备,采集锚杆机从钻头到操作室多部位的振动信号和工况信号,包括:根据实验样本数据解析核心振动关联工作部件,在核心关联工作部件上布设多组振动传感器和工况传感器,其中,核心关联工作部件包括:锚杆机钎尾、桅杆、机架及操作室;通过振动传感器和工况传感器,同步采集高频振动加速度信号、低频振动加速度信号、液压系统压力信号及钻杆转速信号;其中,所述振动传感器至少包括用于监测破岩冲击高频振动的第一类加速度传感器和用于监测结构共振与整体晃动的第二类加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,根据所述振动信号进行实时频谱分析,对得到的频谱特征和所述工况信号进行振动类型识别,区别有利振动和不利振动,包括:对采集的原始振动信号进行滤波降噪和傅里叶变换频谱分析,提取振动主频率、幅值及相位特征,并基于液压压力信号与转速信号的变化趋势识别当前钻进工况信息;将处理后的频谱特征和工况信息作为输入变量,在预设分类规则库中进行比对匹配,确定振动类型中的有利振动及不利振动。
4.根据权利要求3所述的锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,所述预设分类规则库包括有利振动子库、不利振动子库;其中所述有利振动子库包括:破岩冲击高频振动、有益低频扭转振动、有益的轴向微振动,所述破岩冲击高频振动为由冲击活塞产生的频率范围位于200Hz至2000Hz的振动,所述有益低频扭转振动为频率范围位于2Hz至10Hz且振动加速度有效值低于0.5m/s的振动,所述有益的轴向微振动为频率高于500Hz且位移振幅小于0.2mm的轴向振动;所述不利振动子库包括:结构共振振动、有害的低频大幅摇晃、失稳的粘滑振动,所述结构共振振动为频率与桅杆或机架的一阶固有模态频率或二阶固有模态频率重合的振动,所述有害的低频大幅摇晃为频率低于10Hz且振动加速度有效值超过1.5m/s²的整体晃动,所述失稳的粘滑振动为在2Hz至10Hz频带内,扭转振动角度幅值超过5度和/或钻杆转速波动率超过30%的振动。
5.根据权利要求4所述的锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,根据所述有利振动和不利振动进行自适应控制,包括:对于识别为有利振动类型的振动,生成维持或导通指令,控制减震模块提供低阻尼或保持中立,以使能量传导至破碎任务目标;对于识别为不利振动类型的振动,生成反向减震指令,包括目标抵消力的幅值、频率与相位信息,其中,所述反向减震指令发送至位于桅杆-机架连接处的主动减震作动器,或发送至位于钻杆导向机构上的半主动阻尼器。
6.根据权利要求5所述的锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,对于识别为不利振动类型的振动,生成反向减震指令,包括:根据识别的不利振动类型,结合采集振动信号来源的传感器物理位置及频率特征,解析振动传播路径,所述振动传播路径至少包括从钻杆向桅杆传递的第一路径,以及从桅杆向机架传递的第二路径;对于第一路径上的不利振动,生成阻尼调节指令至设置在对应路径的半主动阻尼器中,控制阻尼值以选择性过滤对应频段的振动能量;对于第二路径上的不利振动,生成主动力指令至设置于第二路径上的主动作动器,驱动其产生与目标振动波形相反的作用力进行抵消。
7.根据权利要求6所述的锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,生成反向减震指令,之后还包括:基于实验数据建立振动耦合关系矩阵,量化不同频率、来源的振动传递至监测点的耦合强度和相位关系;将不利振动的反向减震指令参数输入所述振动耦合关系矩阵中进行仿真,预测执行后监测点产生的振动响应;根据所述振动响应进行耦合影响评估,当存在振动能量反向传递至设备其他部位产生新的结构共振或对已识别的有利振动频带及幅值产生超预设允差的抑制影响时,对所述反向减震指令参数的频率、幅值及相位进行调整修正。
8.根据权利要求2所述的锚杆机自适应减震控制方法,其特征在于,监测执行控制指令后锚杆机振动状态,以操作室振动幅值和桅杆共振峰幅值作为主要性能指标,对控制参数进行自适应调整优化,包括:采集操作室振动数据,并计算加速度有效值作为所述操作室振动幅值;通过桅杆上加速度传感器采集振动数据并进行频谱分析,提取在桅杆一阶和二阶固有频率处的振幅值作为桅杆共振峰幅值;将所述操作室振动幅值与预设第一安全阈值进行比较,并将所述桅杆共振峰幅值与预设第二安全阈值进行比较;若任一指标超出对应的安全阈值时激活参数优化通道,基于最小均方算法以操作室振动幅值和桅杆共振峰幅值的加权和作为目标函数,通过迭代计算动态调整所述反向减震指令中的控制参数使目标函数最小化。
9.锚杆机自适应减震控制系统,其特征在于,用于实施权利要求1-8任意一项所述的锚杆机自适应减震控制方法,所述系统包括:信号采集模块:交互监测设备,采集锚杆机从钻头到操作室多部位的振动信号和工况信号;分析模块:根据所述振动信号进行实时频谱分析,对得到的频谱特征和所述工况信号进行振动类型识别,区别有利振动和不利振动;控制模块:根据所述有利振动和不利振动进行自适应控制,其中,对于有利振动生成维持或导通指令,对于不利振动生成反向减震指令;优化模块:监测执行控制指令后锚杆机振动状态,以操作室振动幅值和桅杆共振峰幅值作为主要性能指标,对控制参数进行自适应调整优化。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任意一项所述的锚杆机自适应减震控制方法。