基于前馈补偿LQR与PID的矿井无轨胶轮车横纵向控制研究

无人驾驶技术是实现无轨胶轮车井下安全、智能、高效运输的重要方案之一,为了提高无人驾驶过程中的轨迹跟踪精度,提出了基于前馈补偿的横向线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)与纵向比例积分微分(Proportion Integration Derivative,PID)位移速度调节器相结合的控制策略,实现车辆的横纵向协调控制。通过建立考虑轮胎侧偏特性的2自由度无轨胶轮车动力学模型和跟踪误差模型,并采用井下无轨胶轮车实车参数建立其电机模型,得到车辆的驱动制动输出。利用Carsim和Matlab/Simulink搭建联合仿真环境,分别在井下双车道工况、单车道工况与颠簸路面工况下进行了轨迹跟踪仿真验证。结果表明:在3种工况下车辆轨迹跟踪过程中的最大横向误差仅为5 cm,最大纵向误差仅为10 cm,速度误差控制在1 m/s以内,航向误差范围为±0.1 rad,前轮偏转角变化平稳未出现抖动现象。为验证控制器在井下实际环境下的跟踪性能,使用实验室小车于陕西某井下巷道进行了现场试验验证,结果表明:井下实际巷道下试验结果误差仍在合理范围内,解决了车辆运行过程中的速度和路径的时变问题,反映出该控制器具有较高的精度和较好的稳定性。

煤矿井下无轨胶轮车弯道事故风险综合预警研究

针对煤矿井下无轨胶轮车弯道事故多发的问题,提出了综合考虑多因素的风险预警指标体系。基于UWB定位轨迹数据及客观因素数据,以五级计分法为预警因素量化指标,建立了煤矿井下无轨胶轮车弯道事故风险分级预警机制;构建了SSA-BP神经网络预警模型,进行了仿真学习与训练,并与BP、SVM模型进行了对比。结果表明,建立的分级预警指标机制对煤矿井下无轨胶轮车弯道安全性提升有所帮助,构建的SSA-BP神经网络模型对煤矿井下车辆弯道事故风险预警具有较高的准确性与稳定性。

无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的应用研究

无轨胶轮车具有灵活、机动、快速、安全、高效等特点,运用无轨胶轮车辅助运输方式可解决传统煤矿的辅助运输方式抑制大幅度提高生产能力的瓶颈问题。介绍了无轨胶轮车辅助运输的特点、各型号胶轮车的适用条件以及工程应用效果,为无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的普及应用提供了参考。

基于改进A^(*)算法的无轨胶轮车井下路径规划

随着煤矿井下无轨胶轮车的广泛应用,运输中的路径规划问题,如最短时间问题、最短路径问题等,成为制约无轨胶轮车使用成本的关键问题。通过欧几里得距离函数改进A^(*)算法的权重系数,通过评估优化搜索方向减少搜索邻域,基于贝塞尔函数缩短了搜索路径曲线。实验表明,改进A^(*)算法搜索时间比传统Dijkstra算法缩短81.2%左右,比传统A^(*)算法缩短62%以上;搜索节点数比传统Dijkstra算法减少78.9%左右,比传统A^(*)算法减少66.6%以上;路径长度比传统Dijkstra算法和传统A^(*)算法减少4%以上。改进A^(*)算法缩短了搜索时间、缩短了搜索路径、提高了井下胶轮车的路径规划效率,降低了胶轮车使用成本。

煤矿无轨胶轮车用防爆换热装置设计

以防爆柴油机作为动力源的无轨胶轮车经常遇到低温或者高温的现象,造成设备启动困难、磨损加大、功耗增加等问题。通过对无轨胶轮车动力传动系统热源的分析研究,分析计算不同子系统工作状态对温度的要求,设计出一种基于传动油、冷却液、防爆柴油机尾气三者之间热能切换的换热装置。在换热装置内,3种介质由温度差形成热对流、热传导,调节3种介质参与度,实现不同系统对热能的需求,解决无轨胶轮车因低温或高温引发的多种问题。该换热装置可以提高装备的功能性、经济性、可靠性,具有现实的工程应用价值。

煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合巷道地图结构属性,判定车辆前方是否存在岔路口或弯道;然后,采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,求解车辆当前位置至疑似目标的最短路径,进而判定是否为对向目标;最后,借助车载终端为司机提供安全性语音提示。在某矿的试验结果表明:方法逻辑判断准确,逻辑响应时间约为32 ms。

基于UWB技术的煤矿无轨胶轮车定位系统设计及应用

煤矿无轨胶轮车精确定位是实现车辆调度的重要基础。基于UWB超宽带定位技术设计了无轨胶轮车定位系统,并将其应用到工程实践中。首先对UWB超宽带定位技术进行概述,介绍了定位的基本原理。对定位系统整体方案及系统主要功能进行设计,系统整体分为井上和井下两大部分,上下部分之间基于光纤环网进行数据传输。对车载终端和读卡器的硬件选型进行设计,以上2个装置使用的控制器均为STM32F407芯片。对定位系统的初始化程序,软件程序主要流程,定位服务程序进行了分析。通过工程应用发现系统具有很高的定位精度,应用系统后煤矿无轨胶轮车工作效率大幅度提升,在应用的1 a时间内没有出现安全事故。

矿用防爆无轨胶轮车用AMT技术探讨

介绍了矿用防爆无轨胶轮车用变速箱的使用现状及需求,结合工程机械常用的自动变速箱系统的特点,对其性能进行比较。根据比较结果,着重分析了机械式自动变速箱(AMT)的优缺点和国内外发展现状。根据防爆无轨胶轮车的发展趋势和煤炭市场的使用需求,综合论述了AMT在矿用防爆无轨胶轮车上推广使用的可行性及重要意义;并分析了AMT在矿用防爆无轨胶轮车上的应用前景及市场需求。

矿用无轨胶轮车启停阶段车架结构的性能分析

在无轨胶轮车运输的过程中,由于井下复杂的环境及作业内容的要求,无轨胶轮车需进行频繁的启停作业。在启停过程中,由于运载量较大,较大的加速度产生的惯性力作用对车架形成一定的冲击,同时地面状态的变化也对车架造成冲击。针对车架的结构性能在启停阶段的变化进行仿真分析,从而为胶轮车车架的稳定使用提供参考指导。

8t煤矿防爆无轨胶轮车前后车架的力学分析

为进一步探究煤矿用防爆无轨胶轮车的运行质量提升路径,以煤矿企业常用的8t级防爆无轨胶轮车为研究对象,首先结合设计图纸,建立其有限元分析模型;而后综合考虑该无轨胶轮车的几种常见运行工况,对各种工况下的车架应力分布情况进行探究,明确其受力薄弱部位;在此基础上,通过应用加厚的方式进行优化,并探究其改进效果。结果显示,本次优化方案能够在理论上提升车架的力学性能,可在今后的工作中逐步实践应用。

无轨胶轮车转向机构优化与验证

为解决无轨胶轮车转向机构在转向过程中压力振动严重,导致管路爆裂以及液压元器件损坏的问题,在对无轨胶轮车转向机构分析的基础上,分别对其关键部件(优先阀和转向器)的特性进行仿真分析;建立无轨胶轮车转向机构机液联合仿真模型,查找导致振摆问题的主要原因,并通过对左右转向油缸铰接参数进行优化,解决振摆问题,最后对优化效果进行了验证。

煤矿用无轨胶轮车可靠性评价方法研究

根据国内煤矿智能化建设现状和可靠性评价体系的建设情况,分析煤矿用无轨胶轮车的结构组成、工作特点和试验条件,研究确定无轨胶轮车的可靠性数据试验及收集方法、故障分类及判定原则,以及平均故障间隔时间等参数的计算方法,用于对煤矿用无轨胶轮车可靠性的评价。

矿用防爆无轨胶轮车用蓄能器的匹配分析与应用

通过对蓄能器的特性以及矿用防爆无轨胶轮车液压制动系统的工作原理及使用工况进行分析,建立蓄能器在湿式制动系统中的数学模型,并以某型防爆无轨胶轮车的湿式制动系统为例,对蓄能器的匹配及在整车应用中的注意事项进行分析,明确了蓄能器的使用特点,为蓄能器的设计选型提供依据。

矿用无轨胶轮车远程调度系统设计及应用

为了保证煤矿井下无轨胶轮车运输安全,准确对无轨胶轮车运输位置进行准确定位,记录无轨胶轮车运输轨迹,对无轨胶轮车故障实时报警,并实现无轨胶轮车远程协调管理,长春兴煤矿通过技术研究,对矿用无轨胶轮车设计了一套无轨胶轮车远程调度系统,分析了该系统硬件、软件部分组成,并通过实际应用效果来看,该系统具有远程定位、故障报警、轨迹查询以及违章记录等功能,取得了显著应用成效。

WCJ12E矿用无轨胶轮车车架在碎石路面工况下的模态分析

为探究矿用无轨胶轮车在碎石路面工况下的实际运行情况,以典型的WCJ12E型铰接式矿用无轨胶轮车车架为研究对象,在建立其有限元分析模型后,对该车架在碎石路面工况下的自由模态和约束模态基本数据进行计算。而后在此基础上,将路面激励频率与车辆自身运行频率与车架固有频率进行对比,判断胶轮车是否可能存在共振现象,并根据判断结果简要提出了后续的车架结构优化措施,以供参考。

基于信息化管理的矿用无轨胶轮车运输路线分析和诊断

信息化管理是煤矿智能化开发的重要方向,为此,建立了矿用无轨胶轮车信息化管理系统,使用WiFi无线通讯和车载电话记录矿用无轨胶轮车在不同时间节点的日志数据,并将记录的信息实时传输至煤矿云服务器,数据处理程序将上传的日志数据文件整合为单个文件,计算运输路线各段的运输时间,实现矿用无轨胶轮车运输路线分析和诊断。根据胶轮车运输时间数据的分布和波动情况,可以将运输路径分为4种类型;在金辛达煤矿的现场应用验证了该系统的可行性。

无轨胶轮车安全行车监测系统设计

为解决传统无轨胶轮运输车辆管理中存在的运行安全问题和数据孤岛现象,确保无轨胶轮车安全稳定运行,提出无轨胶轮车安全运行监测与故障诊断平台技术。实车实验证明,开发的安全行车监测系统能够有效采集无轨胶轮车的相关数据,能够对其进行有效的安全监测与故障预警,实现移动端、云端和车端的联动,提高无轨胶轮车运行的安全性与可靠性。

无轨胶轮车自动打掩系统研发

对无轨胶轮车现有的制动系统进行深入研究,通过引入先进自动化技术,提出自动打掩系统的设计方案。通过实验室试装与调试,将自动打掩系统成功实装到无轨胶轮车上,并验证其可靠性和稳定性。为进一步验证系统性能,在试验场进行了全面的运行验证。结果表明,系统成功实现了自动打掩功能,并在不同工况下均表现出良好的性能,为无轨胶轮车的安全作业提供了保障。

WLR-19A型矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车设计分析

煤矿开采过程中需要采用性能良好的运输与监测检修设备,以保证整个煤矿开采工作安全、顺利进行。基于此,提出了一种WLR-19A型矿用防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车设计方案,由于该设计方案具有轻量化、体积小、持续里程长等优势,因而可将其应用到现代煤矿领域。

无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的应用

在煤矿辅助运输中,无轨胶轮车应用展现出卓越的性能和广泛的适用性。通过其独特的技术特点,包括车辆结构、驱动系统和智能控制系统,无轨胶轮车成功应对了煤矿环境的复杂性。这种车辆不仅在人员运输方面取得显著成绩,在材料和设备运输方面也展现出强大的应用潜力。尽管在应用中面临技术挑战,例如行驶里程和电池充电时间等问题,但这些挑战通过技术创新和系统优化可望逐步克服。总的来说,无轨胶轮车为矿山作业提供更高效、安全的方案。