贺 颖，田慕琴，宋建成，冯君玲，董宗慧

（1.太原理工大学 矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室，山西 太原030024；2.太原理工大学 煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室，山西 太原030024；3.山西大学 电力工程系，山西 太原030006）

掘进机是巷道掘进的主要动力设备，广泛应用于隧道、采矿、土建等工程中[1]。巷道掘进机目前仍以手动操作为主，由于工作环境恶劣、司机目视条件差等问题，不仅人身施工安全得不到切实有效保障，而且无法准确控制掘进机的运行状态[2]。掘进机对岩壁的截割是通过液压缸控制悬臂摆动和截割头旋转来实现的，在实际巷道掘进过程中，巷道围岩特征十分复杂，岩石硬度随机变化，导致掘进机截割头工作时受到巨大冲击，载荷变化速率较快，且十分剧烈；由于截割载荷难以直接监测，致使截割转速和摆速不能及时调整以适应岩石特性的改变，经常会引起掘进机功率超限，截齿磨损、断裂和刀头脱落等现象，从而导致刀头失效和设备损坏，极大的降低了掘进机截割性能和使用寿命[3]。

近年来，为了提高掘进机的截割性能，降低截割功耗，国内外学者进行了大量的研究。李晓豁等人确立了截割头的载荷模型及其模拟方法， 通过对掘进机截割头的随机载荷进行模拟研究，对掘进机截割性能的研究具有重要意义[4-5]。张兰胜等人研制了一种机载大容量数据记录仪，通过在井下记录掘进机的工作数据，由截割电机电压和电流结合掘进机其他参数推导出截割头动载荷范围[6-7]。……