目前在我国原煤生产行业中,悬臂式巷道掘进机的应用越来越广泛。国内掘进机巷道掘进中还是以司机手动操作为主,巷道断面成形质量差,而且司机的安全系数低,导致巷道掘进效率低。掘进机的无人化或少人化操作是一个重要的发展方向。本文以悬臂式掘进机为控制对象,开展对巷道断面自动成形控制的研究。巷道断面成形控制就是控制截割臂摆动。论文中对悬臂式掘进机的基本结构做了简要介绍,重点对截割臂机构进行了描述。介绍了常见的巷道断面的形状,对断面成形的截割路径进行规划。对截割结构进行运动学分析,建立截割臂关节变量与截割头在坐标系中位置之间的关系,并对方程求解,实现截割头运行轨迹和截割臂关节空间运行轨迹的转化,为截割轨迹的跟踪控制提供目标运行轨迹。论文中建立截割臂机构的动力学模型,为控制算法的设计提供模型基础。根据系统中存在的多变量非线性等问题和断面成形截割过程的重复性等,提出控制系统的对控制算法的几点要求,并提出将迭代学习控制算法对截割臂进行控制。论文中阐述了迭代学习控制的基本原理,设计截割臂PD型迭代学习控制器,验证了算法的收敛性,并对算法仿真分析,验证了算法的有效性。针对系统中存在的非重复性扰动问题,设计截割臂的自适应迭代学习控制器,并对控制算法进行仿真分析,验证了控制算法的有效性。通过实验室掘进机模拟试验平台来测试控制方法,制作搭建试验平台并设计控制系统,编写断面成形控制程序下载至控制器,模拟巷道断面进行截割试验并记录相关的数据进行分析,验证控制方法的有效性,使理论研究更好的应用在实践中。