地下铲运机作为地下无轨矿运设备的主流机种之一,在地下采矿工作中得到了极广的应用。在地下铲运机铲装作业过程中铲斗的受力情况十分复杂,而操作者只能根据实时观察判断及工作经验进行操纵,因而实际效果与理想作业效率的差距较大。因此,寻求具有人工智能的地下铲运机工作装置的自动控制技术对提高铲运机生产效率是必要而迫切的。为了提高地下铲运机的作业效率,消除因操作者铲装作业的技术水平而造成的能源浪费,本文围绕地下铲运机铲装作业的轨迹控制问题,进行了以下研究工作:(1)运用多体系统动力学和虚拟样机的基本原理,对地下铲运机工作装置工作过程的运动学、动力学进行了深入的研究,建立了地下铲运机工作装置虚拟样机多体系统三维动力学数字模型,对其动力学行为进行了ADAMS动力学仿真研究。(2)根据经验及有关文献给出的较理想的铲装轨迹条件,确定了较理想铲装作业的轨迹和本文提出的基于智能减阻的最小能耗轨迹;研究了基于最小能耗轨迹智能减阻铲取的控制策略,并建立了相应的智能减阻控制系统。(3)分析了模糊智能控制和传统PID控制技术的特点,在结合模糊控制和PID控制技术的基础上,以基于最小能耗轨迹的智能减阻铲取为其控制策略,建立了铲运机工作装置的参数自适应模糊PID轨迹控制器。(4)在Matlab/Simulink环境下对地下铲运机仿真模型进行仿真,比较了地下铲运机在同样时间内完成同样的作业量下,铲斗实现普通铲装轨迹与基于智能减阻的最小能耗轨迹两种情况下工作装置的受力情况和作功情况。