推移偏差补偿下的煤层倾斜综采面液压支架控制方法设计

倾斜综采面液压支架控制参数由二自由度的液压支架运动学模型求解得到,容易受到液压支架支护效率和摩擦系数、掩护梁外载荷、作用位置、立柱千斤顶倾角、水平千斤顶倾角等因素影响,同时,不可直接测量的内部状态变量影响力扩大,产生推移偏差,控制效果和效率不佳。提出推移偏差补偿下的煤层倾斜综采面液压支架控制方法。通过建立液压支架底座笛卡尔坐标系并分析液压支架的初始状态变量和位姿偏移情况,可以确定控制参考线的位置。通过状态方程和观测方程来描述液压支架在控制参考线上的位姿状态,分析液压支架的最优推移距离,计算轨迹预测的推移距离补偿量。利用最大熵卡尔曼滤波方法,根据增益矩阵和推移距离误差协方差矩阵,通过推移距离补偿量补偿控制误差,从而实现高精度控制。实验结果表明,支架位姿控制信号与实际位姿控制信号的波动程度相似度较高,稳定性较好,液压支架控制时间在89.5~95.1 ms之间,保证经过补偿后的液压支架控制精度更高,控制响应快,效率高,适合于实际应用。

基于BP神经网络的液压支架控制器通信网络效能预测

针对综采工作面液压支架控制器通信网络效能与其影响因素之间的复杂非线性关系,将多层前馈型BP神经网络引入支架控制器通信网络效能预测中,构建了通信网络效能预测指标体系,设计了通信网络效能BP预测模型,并采用C++语言编制了相应的预测分析程序。通过对预测模型学习与训练,成功建立了液压支架控制器通信网络效能与其影响因素之间的对应关系。

基于TRIZ 理论的液压支架控制系统发展趋势分析

为了预测液压支架的开发方向以适应现代采矿工业发展需求,本文应用TRIZ理论中的技术进化理论,分析了液压支架控制系统的发展进化趋势,确定了提高液压支架控制系统的智能化水平是将来可能的开发方向。

无线液压支架控制器设计

针对有线液压支架控制器在实际操作过程中存在的布线困难、易损坏、操作范围受限等问题,设计了一种无线液压支架控制器,介绍了以MSP430F149为控制核心的硬件电路设计,阐述了基于事件触发的控制器软件设计思路及按键中断服务程序和通信中断服务程序设计方案。测试结果表明,该无线液压支架控制器实现了单台液压支架控制、邻架控制及支架成组控制,数据传输速率为115 200bit/s,误码率为0,控制距离达25m,待机功耗仅为10mW,支架动作响应时间不超过500ms。

岩溶储层矿山开采中液压支架控制系统研发

液压支架是用来控制采矿工作面矿山压力的系统,但是在地岩溶储层矿山开采中,由于地貌特征过于复杂。设计一种新的液压支架系统。硬件系统是通过上位机对液压支架控制器运行状态、工作形式进行设置,并发出指令;软件系统是利用数据融合算法将上位机发出的数据命令传输给控制器,确保上位机与支架控制器通信的可靠性和安全性,硬件与软件系统实现对液压支架控制器的远程控制。实验证明,软硬件结合的液压控制系统对支架控制器进行了有效的控制,实现了对控制器运行情况的监测和记录,有效的算法也保证了上位机与控制器之间数据传输的稳定性。

液压支架控制系统关键技术研究及应用

针对液压支架控制系统实时性、可靠性、智能化控制要求,在详细分析液压支架控制系统三层控制结构的基础上,重点分析层3液压支架控制器间的动态优先级CAN通信组网方案、层2与层3间基于时分复用的TCP/IP数据传输方案以及层3的远程监控技术。基于上述关键技术实现的液压支架控制系统已经在西山煤电集团某矿综采工作面服役1年有余,应用结果表明:该液压支架控制系统在控制指令、数据传输的实时性较高,数据传输的可靠性较好,远程控制技术实现了液压支架的基本智能化。

矿用液压支架控制器设计

目前我国矿井下使用的液压支架控制器主要来源依靠进口,国产的控制器在性能和稳定性方面尚不能满足需求,因此设计了一种基于微控制器STM32的液压支架控制器,介绍了系统整体架构、关键硬件设计和程序流程设计。经井下试验表明,该液压支架控制器性能稳定、功能良好,可为井下同类型的控制器设计提供参考。

液压支架控制器的设计与实现

针对液压支架控制器工作原理和性能指标进行了详细分析,根据其工作原理,分别完成了液压支架控制器硬件和软件的设计。通过不断地调试实验,解决了设计中存在的一些问题。在现有的生产工作中,液压支架控制器取得了良好的经济效益和社会效益。

液压支架控制器自动化检测装置设计及其性能研究

液压支架电液控制是实现煤矿开采向自动化转变的关键技术,随着液压支架电液控制系统发展,对应开发专用软件,需测试系统软件可靠性,目前测试手段不能满足液压支架电液控制系统发展要求。针对煤矿液压支架控制器检测中存在测试效率较低问题,设计液压支架控制器自动化检测装置,实现液压支架控制器功能自动检测,促进液压支架电液控制系统发展。

煤矿液压支架控制器的改进及应用

液压支架是综采工作面的关键设备,承担着支撑煤层为采煤机、运输机等提供作业空间的关键任务。液压支架控制器可以控制支架完成各种动作,是液压支架的核心部件。一般由工作人员在操作支架上通过支架控制器操控相邻的液压支架完成支护与移架等工作。目前,煤矿中使用的液压支架配套的控制器功能性不足,同时随着煤矿开采自动化程度的提高,无线通信设备增多,控制器无抗干扰设计容易发生电磁扰导致通信中断等问题。为提高液压支架的可靠性与适用性,亟需对控制器进行优化改进。

基于自适应通信网络的液压支架电液控制器设计与应用

随着煤矿智能化开采技术的不断发展和进步,各类传感器、控制器等智能设备需要采集和传输的数据量越发庞大。液压支架电液控制器在收发数据出现通信延迟或者数据丢失时会对液压支架的运作控制产生干扰,甚至会产生不可估量的损失。为了解决液压支架电液控制器之间的数据通信问题,提出了基于以太网通信技术、CAN总线通信技术和无线通信技术的自适应通信网络技术,并应用于液压支架电液控制器的设计与数据的通信。该自适应通信网络算法实现了对各数据传输网络的实时监测与最优数据传输网络的自适应选择,可有效提高液压支架电液控制器之间的数据通信可靠性。

液压支架电液控制系统过滤器滤芯强度试验技术及装置

液压支架用过滤器是液压支架及其动力源乳化液泵站的关键元件,其性能关乎工作面采煤效率和安全生产。目前,我国无专业的高压滤芯强度试验技术及装备,严重阻碍了该产品的技术发展。针对该问题,依据NB/T 51016—2014标准对液压支架过滤器试验方法的要求,开发了智能杂质添加系统,实现了滤芯前后压差的快速建立,并自动加压至标准所需压力,并介绍了测控系统的设计与实现。测试结果表明,滤芯强度试验装置满足NB/T51016—2014标准的要求,加载速度可调、可控,系统运行稳定、可靠。

液压支架电液控制系统自动化测试平台研制

针对现有液压支架电液控制系统功能测试方法存在实现成本高、测试效率低、无法自动记录测试数据的问题,同时为了便捷验证液压支架电液控制系统的控制逻辑对综采工作面工况的适应性,以SAC型液压支架电液控制系统为研究对象,研制了一种液压支架电液控制系统自动化测试平台。该测试平台采用测试管理平台协调多个检测装置协同执行测试用例,利用仿真技术模拟各种传感器数据的变化过程,利用多路通信网络实现测试数据的实时汇总,利用多路继电器切换实现多功能的复用,可以根据具体的综采工作面应用配套实现检测装置端口功能自动化配置和管理,实现了液压支架电液控制系统的单动功能测试、成组功能测试、自动跟机功能测试及综采工作面工况适应性测试的自动化,提高了测试效率和测试准确性,为研究综采工作面顶板垮落、底板凹凸等复杂工况下电液控制系统的自适应性提供了有效手段。

基于大数据的液压支架电液控制系统故障诊断

针对液压支架电液控制系统故障人工排查方式无法准确定位某些随机故障或个别系统故障的问题,对传统电液控制系统硬件设备进行智能化改造:增加了对系统核心关键部件电气参数的采集传输功能;从大数据采集、传输、处理等方面,阐述了基于Hadoop的大数据决策分析服务平台的构建;设计了大数据故障诊断引擎,以并行算法为核心对各类故障进行识别和诊断,基于MapReduce对C4.5决策树分类算法进行改进,并通过后剪枝技术解决算法容易过度拟合且不稳定的问题,通过多分类器融合技术提高算法准确性。测试结果表明,通过C4.5决策树分类预测引擎提取的电磁先导阀、控制器、压力传感器及行程传感器故障特征曲线存在较大差异性,通过动态比较匹配,依据故障特征曲线变化规律可识别出故障类型。

SAC型液压支架电液控制系统在综放工作面的应用

马脊梁矿8105综放工作面的支架采用SAC型液压支架电液控制系统,该系统利用电液换向阀组替代了普通的手柄操作阀组,实现了单个支架动作的非自动控制、支架成组动作自动控制以及跟机自动化等功能。同时针对该系统在生产过程中存在的不足进行改进,达到了预期效果。

液压支架电液控制系统三维运动仿真

为完善对电液控制综采工作面电液控制阀的测试方法,采用三维运动仿真软件对液压支架电液控制系统进行检验,在软件中实现了支架作业面的建立,通过电液控阀对虚拟作业面的控制来实现针对电液控阀的检验,同时,引入了2组随机数来模拟液压系统的线性偏差和非线性偏差项。此方法在避免实物检验的高成本基础上,保留了实物检验的直观性。

具有故障诊断功能的液压支架电液控制器通信系统

综采工作面通信节点数量多、通信距离长、电磁环境复杂。针对现有液压支架电液控制器通信系统普遍缺乏故障诊断功能的问题,以ZDYZ-JK型液压支架电液控制器为研究对象,设计了一套具有故障诊断和故障定位功能的液压支架电液控制器通信系统。该系统具有双路通信网络,其中一路采用总线结构同时连接主控制器和所有间架控制器,另一路则采用串联结构,仅连接相邻2台间架控制器。主控制器与间架控制器间的通信采用总线方式,手动模式下的间架控制器间邻架通信及控制则采用串联方式,二者互不干扰。间架控制器在接收到主控制器的通信信号后,会实时进行故障诊断并记录故障情况,同时会周期性向相邻支架上的间架控制器发送诊断信息,使得存在总线通信故障的间架控制器的诊断结果能够通过相邻支架上的间架控制器反馈给主控制器,从而可以在间架控制器发送报文功能故障或出错时及时对错误进行上报,上报内容包含控制器编号信息,以实现故障定位。试验结果表明:(1)系统在121个通信节点、最大通信距离约为1040 m时工作良好,且节点数量可继续增加,最高可达255个,该指标满足200个节点、1000 m通信距离的设计要求。(2)可对由于工作面电磁干扰、电液控制器物理损坏、电液控制器软件错误等原因造成的多种通信故障进行诊断和精确定位。

液压支架电液控制系统在黄陵一号煤矿无人化综采工作面项目中的应用

煤矿井下工作面由于开采条件差,不仅工人劳动强度大、安全系数低,而且生产效率低下,采用无人化综采成套装备可以实现工作面"无人跟机作业,有人安全值守"采场无人化作业的目的,而液压支架电液控制系统是其关键组成设备。该系统实现液压支架邻架、成组控制和跟机自动化功能,并通过网络与顺槽监控中心联接,井下顺槽监控中心主控计算机可与各个支架上的控制器进行数据通讯,收集、存储各个支架的状态信息并以图形方式显示,还可以通过网络系统将数据传送到地面,并可在地面网络上发布。

液压支架试验台远程多缸同步控制系统设计

为解决30 000kN液压支架试验台活动平台及垂直外加载平台远程四缸同步控制技术难题,设计了基于PXI平台和LabVIEW RT的液压支架试验台远程多缸同步控制系统。采用高频电液比例方向阀作为调高油缸液压系统的执行元件,高精度位移传感器作为实时闭环系统的反馈元件,通过在嵌入式实时控制器中运行模糊PID控制算法,实时调整比例方向阀开口度,从而实现调高油缸的同步。实际应用表明,在液压支架试验台活动平台调高过程中,该系统的四缸最大同步误差为0.91 mm,四缸最小同步误差为0.63mm。

SAC液压支架电液控制系统在石沟驿矿的应用

以SAC液压支架电液控制系统在石沟驿煤矿S146工作面中的应用为案例,详细介绍了国产液压支架电液控制系统的支架单动作控制、自动移架控制、支架成组动作控制、采煤机位置检测与跟机自动化控制等功能和实现,最后预测了国产电液控制系统的发展趋势。