矿用振动加速度传感器信号调理装置研制

针对煤矿井下大型设备振动信号难以采集的问题,设计了一种矿用振动加速度传感器信号调理装置。详细介绍了该信号调理装置中振动加速度传感器的选型设计,振动信号调理板中的供电模块、激励电路、滤波电路设计及防护设计。测试结果验证了该信号调理装置的可靠性和实用性。

基于SVD-Unscented卡尔曼滤波的掘进机行进调度纠偏研究

针对井下悬臂式掘进机自主行进纠偏的实际需求,基于机身调度相对于规划路径的位姿偏差模型,设计并简化了机身调度位姿跟踪控制律,通过构建Lyapunov函数证明该控制律作用下位姿偏差的收敛性。以履带打滑率表征机身行进调度的主要执行误差,以位姿检测误差表征系统的主要观测误差,通过试验及验算获得误差的统计规律,并利用SVD-Unscented卡尔曼滤波估计修正控制指令,从而降低行进调度过程中误差带来的影响。仿真结果表明,提出的轨迹跟踪控制策略能高效实现机身在有限的调整周期内向目标轨迹调度,履带驱动轮参考转速数值连续变化稳定,位姿偏差收敛性良好,达到了纠偏的目的;基于SVD-Unscented卡尔曼滤波修正控制指令有效削弱了机身调度中来自过程误差和观测误差的影响。调度过程简单高效,跟踪效果重复性好,能为井下有限空间内的掘进机自动纠偏提供参考。

悬臂式掘进机行走轨迹及偏差感知方法

悬臂式掘进机机身位姿参数的实时精准感知是煤矿巷道定向掘进,乃至综掘工作面智能化、无人化建设的关键环节,在综掘工作面复杂工况下目前还不能真正实现掘进机机身位姿实时、自主、精准感知。提出了一种悬臂式掘进机行走轨迹及偏差感知方法,旨在实时确定掘进机机身的方位偏差,为掘进机定向掘进提供纠偏基准参数。在以往研究的基础上,搭建了基于激光偏距感知、捷联惯导、二维里程计的掘进机行走轨迹及偏差感知系统,分析了掘进机机身方位偏差与巷道定向掘进的关系,制定了基于此系统的掘进机自主定向掘进策略;基于捷联式惯性导航系统在综掘工作面的适用改进推导了其初始粗对准和姿态更新算法,确立了掘进机航向角与偏角的联系;研制的二维里程计可同时测量掘进机横向和纵向里程增量,推导了基于二维里程和偏角的航位推算算法,得到了掘进机实时位置坐标。研发了掘进机位姿参数可视化交互式远程显示系统,搭建了包括掘进机井下、井上可视化远程控制平台、全站仪在内的掘进机行走轨迹及偏差感知精度验证实验系统。工业性实验结果表明所提方法实现了掘进机机身偏角、偏距(横坐标)、纵坐标的精准感知,验证了所提方法的可行性及优越性,满足巷道掘进对于掘进机机身定位定向要求。

井下带式输送机减速器振动故障诊断研究

利用测振记录仪进行了煤矿井下带式输送机减速器的振动监测试验;通过分析现场振动数据时域特征指标的变化趋势和功率谱,发现该减速器输入轴齿轮存在严重磨损和蹦齿故障。检修结果验证了分析的正确性和记录仪记录数据的真实有效性。

掘进机远程监控系统设计与位姿检测精度验证

为研究悬臂式掘进机远程控制与位姿检测方法精度验证问题,基于实地工况的调研,提出一种基于机载可编程控制器、机载传感系统、视频监控系统以及工控机的掘进机远程监控与位姿检测精度验证系统,并完成掘进机试验样机的改造,搭建模拟巷道,详细阐述了该系统的总体结构并说明了各部分的构建方法。以掘进机位姿检测试验为例,进行掘进机远程监控系统的调试与精度验证系统的功能性验证。结果表明,掘进机位姿测量精度验证系统与几种典型位姿测量方法的测角误差在1°以内,偏距误差在0.01 m以内,在试验过程中系统运行稳定且操作简便,显示界面直观,从而为掘进机远程监控与位姿测量技术进行了试验验证,为掘进机的无人化发展提供重要试验依据。

EBZ160型掘进机驱动油缸实测载荷分析

利用自主研发的大容量数据记录仪,采集了EBZ160型掘进机煤矿井下实际工作时的截割臂位姿和升降、回转油缸的工作油压等数据。通过对实测数据进行分析,得到不同工况实测位姿下驱动油缸对截割机构作用力的大小,分析出各个工况对应的危险位姿。

采煤机截割部振动信号提取与故障诊断研究

针对煤矿井下机电设备振动信号难以提取、故障诊断难以开展的问题,应用本质安全型矿用便携式测振记录仪采集采煤机截割部的振动信号,并采用频谱分析与Hilbert解调技术解调出振动信号的故障特征频率,从而判断出故障位置,为采煤机的故障诊断与维护提供了可靠依据。

掘进机回转台振动信号状态监测和分析

运用矿用便携式测振记录仪对石家庄煤矿机械厂生产的EBH300型掘进机回转台实时工作状态下的振动加速度信号进行采集,并对采集到的振动加速度信号进行了时域、频域和能量分析。然后对分析结果进行对比总结,得出了EBH300型掘进机回转台工作状态的振动特性和频带能量分布情况。实验不仅得到了第一手的掘进机振动信号资料,还为掘进机回转台的故障诊断提供了依据,并为其优化设计提供了重要数据支持。

基于冲击脉冲法滚动轴承状态监测研究

据统计,旋转机械的故障有30%是由轴承故障引起的。滚动轴承的状态监测和故障诊断一直是国内外发展机械故障诊断技术的研究重点之一。文章研究了冲击脉冲法的原理和评判依据,以洗煤厂渣浆泵滚动轴承组件为对象,利用冲击脉冲法研究了其状态监测和故障诊断问题,通过对洗煤厂渣浆泵轴承组件的跟踪监测,并对监测结果进行了趋势分析,发现了该滚动轴承组件存在故障的结论,检修结果验证了判断结果的正确性,对在役滚动轴承的状态监测和故障诊断具有重要的参考价值和借鉴意义。

悬臂式掘进机工作机构的动力学仿真

为得到悬臂式掘进机工作机构关键铰点处受力,基于EBZ160型掘进机,建立其工作机构的三维模型,利用实测掘进机工作油压数据推算出的截割头载荷进行加载,结合虚拟样机技术完成动力学仿真。

基于LabVIEW的浓密膏体管道流速数据采集系统

浓密膏体具有黏度大、颗粒细、电导率低、输送流速慢等特点,因此对其管道流速的测量难以应用市场中现有的各种流量计。迫于工程实践和实验研究的需要,自主研发了一种浓密膏体管道流速测量装置。基于计算机虚拟仪器技术和LabVIEW图形化编程软件平台,开发了一套数据采集系统,帮助实现自动化在线测量。该系统硬件由数据采集卡、端口接线板和计算机组成,软件由数据采集、回放和计算3个模块组成。对煤泥多流速的多次测量结果证明其达到了设计要求,测量范围在0.1~0.9m/s的线性度和重复性都小于1.5%,静态特性良好。

井下掘进机行进纠偏调度规划与控制研究

根据井下掘进机行进特点制定机身纠偏路径规划,建立掘进机履带式行走位姿偏差模型;以履带移动线速度和转向角速度作为路径跟踪控制输入量,基于滑模控制器理论设计控制律以确保位姿偏差的收敛性;利用李雅普诺夫稳定原则证明了路径跟踪控制的稳定性;以某结构尺寸的掘进机为对象,对多种典型偏航情况进行了机身的纠偏调度仿真。结果表明,基于位姿偏差的路径跟踪控制能在有限的调度周期内实现机身纠偏,掘进机的纠偏路径规划和路径跟踪调度方案整体合理可行,可为深入研究煤巷自动掘进提供良好基础。

悬臂式掘进机煤矸智能截割控制系统与方法

为实现煤矿掘进机机器人化和无人化的目标,提高掘进机截割煤矸的效率和智能化程度,提出了一种悬臂式掘进机煤矸智能截割控制系统与方法。详细阐述了系统的原理和硬件组成。悬臂式掘进机煤矸智能截割控制系统利用实时采集的多种传感器信息为控制变量,主要包括截割电机电流I、油缸压力p以及截割臂振动加速度a_(cc),实现掘进机在不同截割状态下煤矸的识别,驱动掘进机截割臂智能截割。系统硬件部分包含传感与检测系统、机载主控系统和系统执行机构,并构建了远程监控平台。系统依据煤炭行业电气标准分别对一般工况和特殊工况的截割控制策略进行了方法构建。在一般工况下,基于多种传感器信息利用改进粒子群算法优化的BP神经网络控制器实现截割载荷识别,提高掘进机对煤矸识别的准确性,实现截割臂摆速的自适应截割。特殊工况下分别对硬质点识别和预防闷车2种工况进行控制逻辑构建,通过Automation Studio软件编程实现对特殊工况的判断和处理。以EBZ135型掘进机为例,进行了地面验证性实验。实验结果表明,截割臂摆速的自适应调节时间约在0.8 s左右且无超调量,具有良好的鲁棒性。硬质点识别控制和预防闷车控制的实验结果证明了系统对于特殊工况识别精准、快速,处理过程稳定、可靠,验证了所设计的控制方法具有高的可靠性和控制精度。

悬臂式掘进机俯仰角调控系统仿真研究

目前掘进机俯仰角检测误差主要通过人工控制掘进机前铲板、后支撑来补偿,补偿范围十分有限,且效率低下,控制精度与自动化程度较低。针对该问题,建立了悬臂式掘进机俯仰角与执行机构数学模型,确定了通过PID控制器控制掘进机前铲板与后支撑液压缸位移实现掘进机位姿调整的方法;利用AMESim建立掘进机执行机构的完整液压模型,仿真结果表明,俯仰角调控系统响应时间小于3s,液压缸位移控制误差小于2mm,验证了系统的基本性能;Simulink仿真结果验证了俯仰角调控系统响应时间短、跟踪误差小,且具有较好的动态跟踪性能。

掘进机姿态调整模型辨识方法与精准控制

针对因掘进机姿态控制精度较差导致巷道掘进轨迹偏离进而影响煤矿生产安全与效率的问题,提出了一种基于粒子群算法的掘进机姿态调整控制模型辨识方法及模糊神经网络PID姿态控制方法。首先分析了掘进机姿态角误差与巷道断面之间关系,基于姿态运动学与液压模型确定了姿态控制系统传递函数结构,通过粒子群算法的寻优特性与输入输出信号的响应对传递函数参数进行拟合进而实现辨识。仿真结果表明,与采用最小二乘和遗传算法的辨识方法相比,所提采用粒子群算法的模型辨识方法的辨识精度分别提高了96.75%和95.15%。此外,利用模糊控制的强非线性适应性与神经网络的自学习能力设计了姿态调整的PID控制系统。搭建了EBZ-55型掘进机俯仰角控制试验平台,并在不同的试验工况下进行了多组俯仰角控制试验。试验结果表明,基于粒子群模型辨识方法的模糊神经网络PID控制方法比模糊PID控制方法最多可降低57.1%的超调误差以及53.5%的响应时间,并能稳定实现1°以内的姿态角控制。该方法可为掘进机及大型液压设备的姿态控制提供有效的技术支撑与参考。

二维里程辅助的掘进机自主导航方法研究

针对掘进工作面恶劣的环境以及掘进机时常发生滑移运动造成掘进机导航参数不能精准获取的难题,提出了基于二维里程辅助的掘进机自主导航方法。研制了二维里程测量装置,搭建了二维里程辅助的掘进机自主导航系统;建立了二维里程测量装置和捷联惯导误差方程,推导了二维里程辅助的组合导航算法。为了应对量测噪声统计特性时变导致系统估计误差变大的问题,提出了基于模糊理论的数据融合算法,实时在线调整噪声协方差矩阵。仿真实验结果表明模糊融合算法相对于传统融合算法将航向角误差降低了34.78%;3个方向的定位误差分别降低了44.33%、41.82%和42.26%。进行了掘进机导航定位实验,实现了0.052 m的定位精度,满足无人掘进工作面对掘进机自主导航的要求。

基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法

针对悬臂式掘进机在井下掘进过程中截割载荷识别困难的问题,提出了一种基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法。通过分析掘进机截割头工作过程,基于模糊数学将井下实测的多传感器信息进行信息融合,得到截割头载荷的预测输出。依据不同工况将截割头转速分为四个档位,并进行了实验验证,为研究不同工况下截割头转速自适应控制提供了理论和实践基础。

急性心肌梗死急诊介入治疗后常规应用冻干重组人脑利钠肽疗效研究

目的探讨急性前壁心梗患者经皮冠状动脉介入术后采用冻干重组人脑利钠肽(rhBNP)治疗的疗效及其对心室重构及心脏功能改善的影响。方法选取牡丹江市第二人民医院收治的急性前壁心梗患者经皮冠状动脉介入术后患者30例,分为两组。观察组患者静脉输入冻干重组人脑利钠肽,对照组患者静脉输入硝酸甘油,维持72 h。比较两组患者在急性心梗术后、术后1周及术后1月时心脏彩超参数变化,以及半年内患者发生主要心脏不良事件的有关情况。结果术后1月观察组患者的左心室射血分数比对照组患者高,室壁运动积分比对照组患者低。与对照组比较,术后1周及1月,观察组患者收缩期峰值应变率升高明显,舒张早期和收缩期峰值应变率有趋势升高迹象,观察组患者肌钙蛋白峰值降低的更为明显,两组患者数据比较差异有统计意义(P<0.05)。结论静脉应用冻干重组人脑利钠肽可使急性前壁心梗患者的介入治疗术后心肌形变能力得到有效提高,明显改善心脏功能。

针对老年患者不同血压控制目标影响心血管的初步探讨

目的针对老年高血压患者采取强化和标准降压方法影响心血管的情况进行分析研究。方法收集1 300例老年高血压患者的有关资料,按照控制血压目标将患者平均分为两组,控制收缩压不超过130mm Hg的为A组,控制收缩压不超过140 mm Hg的为B组,对两组患者产生的主要终点事件比例及全因死亡率进行比较。结果 A、B两组患者中分别有56例、71例产生了终点事件。A组患者具有更低的死亡率。两组患者产生严重不良事件比例差异不具有统计学意义。结论老年高血压患者降低收缩压不超过130 mm Hg血压可使产生主要终点事件的比例及全因死亡率明显降低。

高血压患者动脉脉搏波传导速度与超敏C反应蛋白的相关性

目的分析高血压患者动脉脉搏波传导速度与超敏C反应蛋白之间的相关性。方法选取120位高血压患者,分为原发性高血压组、高血压合并糖耐量异常组及高血压合并糖尿病组,对3组患者的动脉脉搏波传导速度、超敏C反应蛋白之间的相关性进行比较。结果高血压合并糖尿病组患者的动脉脉搏波传导速度比其他两组患者明显增高;高血压合并糖尿病组患者的超敏C反应蛋白显著高于原发性高血压组(P<0.05),但与高血压合并糖耐量异常组患者比较差异无统计学意义(P>0.05)。动脉脉搏波传导速度与年龄、超敏C反应蛋白具有正相关关系,年龄、超敏C反应蛋白与动脉脉搏波传导速度具有独立相关关系。结论超敏C反应蛋白是高血压患者动脉脉搏波传导速度的独立危险因素。