吕闯，徐赛华，高波，杜标

(1.长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南 长沙410012；2.深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室，湖南 长沙410012；3.浙江开山重工股份有限公司，浙江 衢州324002)

1 概述

在利用液压凿岩机等设备进行旋转-冲击钻进过程中，钎杆转速是反映钻进过程是否正常和考查钻进速度的重要参数，转速过快和过慢均表明钻进过程未达到理想的状态，操作者经常根据自身经验对推力进行实时调整，以求达到最理想的转速效果，但实际上由于各种工况的差异性，往往不能达到预期的效果。现如今，国外某些技术先进的凿岩钻车上已经配备了钻速自动控制系统，能自动检测液压凿岩机的钻孔速度，然后进行工作参数的反馈调节，实现最优钻速，我国凿岩钻车领域在这一块几乎还是空白。

2 最优转速控制系统

最优转速控制就是对钎杆转速进行闭环控制，其原理是利用转速传感器对钎杆转速进行检测，将其信号进行反馈，并和推进系统中比例溢流阀的压力信号进行比较，控制推进力，保持其最佳转速，其控制简图如图1所示。

图1 为一典型闭环控制系统，由其各环节传递函数构成的系统控制框图如图2所示。

图1 控制简图

图2 系统控制框图

图2 中，F（S）：输入，推进机构工作压力输入信号

ε（S）：偏差信号

P（S）：钎杆旋转系统的传递函数

R（S）：微分环节

θ＇（S）：输出，钎杆转速信号

Q（S）：反馈回路传递函数

B（S）：反馈信号

系统的开环传递函数

系统的闭环传递函数

取反馈系统传递函数Q（S）=1，则系统为单位反馈系统，其闭环传递函数