矿用液压支架主要为煤炭综采工作提供支撑保护,是矿山安全作业的关键保障设备。由于受到井下恶劣环境的影响,液压支架在运行中会受到多种类型的损伤,为保证液压支架的长期稳定运行,需要对其进行定期的解体检修和维护。矿用支架拆装吊臂作为支架解体、立柱拆装的关键设备,其工作的安全性、稳定性和能效性已成为液压支架拆装设备设计的关键因素。本文针对传统液压支架拆装设备中存在的问题,结合委托单位的设计需求,在完成整体框架式拆装结构设计的基础上,主要进行了液压支架拆装吊臂截面和铰点位置的优化设计;基于模糊自整定-准PR控制模型实现了运行稳定性控制设计;通过设计角位移检测装置和变阻尼控制器,基于模糊规则实现变幅起吊过程的防摆控制设计。主要研究内容如下:(1)整体的框架式拆装结构设计:在分析矿用液压支架结构特点的基础上,设计能够适用于多种规格液压支架拆装的框架式设备。其中包括:整体框架结构、单铰双钩吊装机构、轨道平板工作台以及电动葫芦、磁力吸盘等其他辅助机构。(2)吊臂结构优化设计:通过Ansys Work Bench中的Direction Optimization模块,以轻量化为目标,采用Screening优化方法,进行吊臂截面尺寸的优化设计;分析吊臂变幅机构的结构特点、受力特性、几何关系,建立变幅机构的数学模型,以变幅液压缸的受力最小和受力波动最小为优化目标,进行三个铰点的位置优化设计,并进行Adams优化仿真分析。(3)电液驱动系统运行稳定性控制设计:建立吊臂电液驱动系统各环节的数学模型,经过复频域变换后得到系统函数;根据变幅液压缸受力随变幅角度变化的特点,以匀速起吊和加速起吊信号作为系统的输入信号,对系统的响应进行运行稳定性分析;在分析传统的PI控制进行复合校正存在的问题的基础上,进一步采用准PR控制策略,通过构建模糊规则库,设计模糊自整定-准PR的前馈控制器;并进行模糊自整定-准PR控制的复合校正仿真。(4)变幅起吊过程的防摆控制设计:分析系统的吊重摆动运动过程,建立吊重摆动的数学模型;设计角位移检测装置和变阻尼控制器,并基于模糊规则构建防摆的反馈控制算法;基于Matlab平台进行吊臂稳定性的整体仿真,达到抑制吊重摆角,改善震荡影响的目的,进一步地提高了吊臂工作过程的安全稳定性。