基于截割顶底板高度预测模型的采煤机自动调高技术

传统的煤层截割路径规划通过几何控制、规划计算等方式对采煤机滚筒高度进行预测,但存在预测的数据误差较大、无法适应地质条件变化的问题。针对上述问题,提出了一种基于截割顶底板高度预测模型的采煤机自动调高技术。首先,分析了影响截割顶底板高度的因素,指出影响顶底板高度的主要因素包括煤层的起伏变化数据、历史截割数据、刮板输送机的高程数据及人工操作记录,将上述4类数据融合处理,建立以长短期记忆(LSTM)模型和灰色马尔可夫模型为基础的截割顶底板高度预测模型,通过算法模型预测出截割顶底板的高度。然后,以截割顶底板的高度数据为基础,结合采煤机位姿和空间坐标,建立计算滚筒高度的几何模型,同时依据刮板输送机上窜下滑量及是否执行加减刀工艺等因素进行修正,最终将顶底板高度序列转换为滚筒高度序列,即将截割顶底板高度转换为采煤机滚筒的目标高度,由采煤机执行到目标高度,实现滚筒自动调高工业性试验结果表明:(1)在自动调高技术的控制下,顶滚筒和底滚筒的预测高度与实际高度偏差值有90%的数据量均在10 cm以内,滚筒的预测高度和实际高度具有明显的一致性。(2)与传统手动控制方式相比,中部截割一刀煤的人工干预调高次数由49次下降为21次,说明截割顶底板的高度预测模型和计算滚筒高度的几何模型是准确合理的,采煤机滚筒的自动调高技术是可行的。

基于粒子群模糊PID的采煤机自动调高控制系统研究

针对传统PID调高控制精度低和延时长的问题,引入粒子群模糊控制理论,改善系统输出的准确性和跟踪性能。首先研究了采煤机自动调高系统的数学模型,然后分析传统PID和粒子群模糊PID算法的原理,设计了粒子群模糊PID控制器,最终使用Simulink进行仿真。结果表明,相比于传统PID和模糊PID算法,该方法在准确性、快速性和抗干扰能力上都有所提高。

基于数据融合技术的采煤机自动调高系统研究

针对某煤矿开采面采煤机记忆截割方法高度自主调节控制性不理想的问题,结合数据融合技术提出一种记忆截割轨迹改进方法。该方法融合BP神经网络算法计算记忆截割路径,设计自主高度调节控制系统。经过现场实验验证,改进之后的记忆截割轨迹能更好地适应不同煤层,人工纠正次数降低1/2,提升了采煤机的工作效率。

基于遗传算法PID控制的采煤机自动调高液压系统研究

为提升采煤机控制系统的动态特性,实现精确控制。通过分析遗传算法PID控制原理,将遗传算法PID控制和液压系统相结合,优化电液比例控制的采煤机自动调高液压系统。对比仿真分析优化前后活塞杆速度响应、位移跟踪情况,相比于单纯电液比例控制具有更好的效果,可实现滚筒垂直位置的快速改变;且优化后降低因负载扰动产生的稳态误差,增强抗干扰能力和精度。

四台矿采煤机滚筒自动调高技术的设计与应用

针对采煤机滚筒的调高问题,通过分析滚筒调高的工作原理,提出了自动调高技术,具体研究了自动调高系统的组成部分以及设计方案,并进行了实际应用,结果表明:使用自动调高技术之后,滚筒的记忆截割曲线和实际曲线最大只相差0.08 m,误差很小,并且滚筒的调高不再需要人工干预,减少了影响采煤机的割煤时间,提高了开采效率。

采煤机自动调高系统的控制研究

为实现对矿井整个工作面的自动化控制,在对采煤机自动调高系统分析的基础上,采用滑模结构设计了采煤机自动调高控制器,主要包括采煤机调高系统滑模面切换函数和滑模控制函数;结合传统PID控制器,对采煤机调高控制采用方波和正弦信号进行跟踪对比分析。结果表明,采用滑模结构可以很好地实现采煤机截割滚筒快平稳的自动调整。

采煤机自动调高控制系统的设计及应用

设计了一种新型采煤机自动调高控制系统。该系统采用人工记忆截割和负载变化的负反馈逻辑,可实现采煤机摇臂自动调节高度的效果。为了验证系统的可靠性,将其应用到实际生产中。结果表明,该自动调高控制系统大大提高了摇臂切割高度的控制精度,满足井下综采作业的生产要求。

采煤机自动调高控制系统设计与应用研究

基于某煤炭企业采煤机人工调高现状,开展了采煤机自动调高系统设计,包括总体方案、硬件设计与软件设计等工作。结果表明,采煤机实现了滚筒自动截割煤炭的功能。相较于无自动调高系统,调高系统降低了工作人员的劳动强度,改善了作业环境,提升了采煤机有效工作时间,保证了煤炭企业的产能和效率;提高了截割煤炭的质量,延长了截割齿的使用寿命,具有很好的推广价值。

基于位姿测量与煤层DEM的采煤机滚筒自动调高方法

针对现有滚筒调高方法存在的问题,提出了一种综合利用地球物理探测、地学信息建模和位姿测量技术的自动调高方法,通过震波CT(Computerized Tomography)探查工作面内各点煤厚变化,结合地质测量巷道钻孔探测的煤厚值,建立波速煤厚统计模型以准确计算工作面内煤厚值,而后利用地学信息建模构建煤层顶底板DEM(Digital Elevation Model),结合基于位姿传感系统测量的采煤机姿态,定位滚筒截割边界点,再采用空间分析函数对DEM和边界点进行叠置分析,计算滚筒调高量值,最后传输至采煤机控制系统,完成自动调高。以山西某煤矿为例进行了应用,结果表明,该调高方法具有简单、易行、稳定的优点,且实时性和精确度都能较好地满足现场需求。

采煤机自动调高控制系统研究

在分析比较国内外多种煤岩界面识别传感器的基础上 ,研究了以自然γ射线煤岩界面识别传感器为煤岩界面识别元件的采煤机自动调高控制系统 .确定了整个系统的调高方案、控制任务 ,完成了控制系统软硬件的设计、调试工作 ,并采用计算机作为辅助手段对所设计的控制系统的数字控制器进行仿真分析 ,数据表明经过三个采样周期后系统趋于稳定 ,验证了整个控制系统的合理性 .对煤矿井下测报实例进行煤厚测报的结果是 ,最大煤厚误差为 43mm,表明此系统可靠。

30000kN液压支架试验台自动调高液压系统设计

为改变目前试验台调高完全依赖眼看手动的落后状况,设计一套自动调高液压系统,用于强力液压支架试验台。该系统采用高精度齿轮分流马达为4根调高油缸匹配流量,并配以旁路节流调速方式实现自动调高。调高过程中,通过位移传感器实时反馈4根油缸之间的高度偏差,当高度偏差达到设定值时,及时控制相对应旁路节流调速,杜绝试验台的升降平台出现卡死的情形。通过现场实际应用表明,该系统可实现强力液压支架试验台的自动调高,调高速度控制在5～10 mm/s,最终调高对孔精度达1 mm。

采煤机滚筒自动调高技术的分析

滚筒自动调高是实现采煤工作面自动化的关键技术之一,其核心是煤岩分界识别技术。采用记忆智能程控为主与传感器煤岩分界为辅的综合识别技术,不仅可弥补单一传感器识别所带来的稳定性、可靠性差和精度低等问题,又可避免记忆程控过于依赖人的行为所带来的不及时和随机现象。此种技术方法适用于大功率自动化采煤机,是首选的调高方法。

模糊控制在数控火焰切割机自动调高系统中的应用

分析了影响数控火焰切割机自动调高系统运行稳定性及精度的主要因素。利用PWM控制技术,设计了基于模糊控制方法的自动调高控制系统。实际应用结果表明该方法稳定性能好、精度高,有较好的应用前景。

自然γ射线法在采煤机摇臂自动调高中检测煤层厚度的研究

根据顶板岩层中自然γ射线穿过剩留煤层后其辐射强度逐渐衰减的特性 ,对采用自然γ射线方法检测剩留煤层厚度的理论和实验进行了研究 .建立了剩留煤层厚度与自然γ射线辐射强度衰减量的数学模型 ,通过在水峪煤矿采煤工作面的实测数据 ,证明了数学模型的正确性 .另外对自然γ射线辐射强度衰减量受辐射角度和顶板岩层厚度的影响也进行了较详细地讨论 .

新型萤火虫算法及在采煤机自动调高PID控制中的应用

为了提高采煤机自动调高控制系统的工作性能,提出了一种新型萤火虫算法优化PID控制器的控制策略。在标准萤火虫算法的位置更新公式中,通过改变惯性权重策略加快优化初期寻优速度,增强算法的全局探测能力,同时利用步长单调递减对移动步长进行改进,增强算法后期的深度搜索能力。通过建立电液比例伺服系统的数学模型,利用新型萤火虫算法对PID控制器进行参数整定优化,并引入能量指标和超调量指标对适应度函数进行改进,在MATLAB和AMESim环境下建立其控制系统及液压系统联合仿真模型并进行仿真分析。研究结果表明:优化后的采煤机自动调高控制系统具有良好的控制品质及鲁棒性,快速性、稳定性、抗干扰能力等方面均有明显提高。

基于虚拟仪器的采煤机自动调高系统研究

本文结合传统的记忆截割法,并结合采煤机的振动信号和截割电机电流信号,提出了一种基于虚拟仪器系统的采煤机自动调高方法。分析了传统的记忆截割法的优劣,对振动信号进行了分析描述;对截割电机的工作特性进行了分析,包括采煤的调速状态和截割电流变化,为电流检测方法提供了更加合理的理论依据。最后根据信号的变化特性建立了基于虚拟仪器的采煤机信号检测系统,搭建了基于虚拟仪器的采煤机自动调高硬件系统;通过LABVIEW软件建立了振动信号和电流信号的分析程序和自动调高控制程序,可以进行煤岩识别,从而对摇臂摆角进行相应的调整;运用LABVIEW建立模拟电流信号和振动信号,对控制过程进行了仿真。仿真结果表明建立的基于虚拟仪器的采煤机自动调高控制系统是可行的。

基于自适应模糊滑模变结构的采煤机自动调高控制策略

针对采煤机自动调高和采煤工作面无人化存在的问题,提出了基于电液位置伺服系统的自适应模糊滑模变结构控制系统。分析了采煤机自动调高的依据条件,建立了采煤机调高系统的数学模型,得到了采煤机调高系统的控制变量。采用自适应模糊滑模变结构控制策略,设计了采煤机自动调高控制器,并分析了其稳定性。利用MATLAB对采煤机调高控制器进行了仿真,仿真结果表明,采用自适应模糊滑模变结构的控制系统可以实现采煤机截割预定轨迹的准确跟踪,相对于PID控制技术,其跟踪误差较小,控制效果较理想。

采煤机滚筒自动调高的液压控制方法

采煤机滚筒自动调高是实现煤矿综采自动化的关键技术之一。针对单一的采煤机记忆切割技术不适合我国复杂地质条件的情况,提出一种以记忆切割为主、截割负载煤岩分界辨识为辅的采煤机滚筒自动调高的液压控制方法。通过煤矿井下实验证明:采用该方法时,在自动跟踪采煤机记忆切割路径的基础上能够有效识别出滚筒切割到岩石时的异常状态,并对滚筒高度做自动液压调节,能够满足复杂地质条件下采煤机滚筒自动调高的控制要求。

基于微电容的数控火焰切割机自动调高系统

分析了自动调高系统在数控火焰切割机中的应用,设计了一种实用的自动调高系统,调高范围为(0～12)cm,最低精度为±3mm。详细介绍系统的电路结构与功能,通过实际验证,满足工程应用要求。

基于Elman神经网络的采煤机自动调高控制策略研究

记忆截割是采煤机滚筒自动调高的主要方法之一。研究记忆截割过程中自动调高的实现以及完善;通过分析比较几种不同的控制策略来选择最佳的采煤机滚筒调高控制策略;并用MATLAB进行仿真验证结果的可行性。