黄金矿山深井开采研究进展与发展趋势

详细阐述了黄金矿山深井开采国内外研究现状及所面临的技术难题,围绕采动岩石力学理论、岩体结构识别与岩体质量分级、矿山三维工程灾害建模、深部采矿设计方法研究、深部采场爆破落矿技术、采动地压调控、采动地压监测、自承载主动释压支护技术、深部采动对地表岩移影响、通风降温技术、智能开采技术、超深竖井建设等展开了详细的讨论与分析;对于黄金矿山非爆采矿机器人研制、采动岩石力学、深部采动地压灾害防控、深井降温技术、超深竖井建设、基于采动地压均衡的深部连续智能化开采技术等方面的未来发展趋势提出了展望,为黄金矿山深井开采的系统研究提供参考依据。

温室环境控制方法研究现状分析与展望

环境控制方法是实现温室蔬菜高效生产的关键。随着现代控制技术的快速发展,温室环境控制方法逐步从手动、定时控制方法,转变为设定值控制和智能控制等方式。该文概述了以设定值为目标实现环境控制的方法,归纳了模糊控制、解耦控制、人工智能控制和表型控制等智能控制方法的特点,总结了现有温室环境调控领域控光、控温、控气、通风、灌溉和“云-边-端”协同控制系统的优劣。针对现存问题,指出该领域的发展趋势为构建考虑扰动因素影响的温室环境控制方法,研制基于作物生长和表型评价体系的环境调控模型,以及建立多模型融合的“云-边-端”协同温室环境调控系统。相关技术的发展将为温室的智能化与信息化发展提供重要的决策依据和借鉴意义。

刮板输送机多永磁电机串联驱动新模式及关键技术

装备智能化是煤炭行业高质量发展的必然趋势,伴随着煤矿超大采高、超长工作面的建设,刮板输送机不断朝着重型长运距的方向发展,并且永磁直驱已逐渐取代“异步电机+减速器”成为刮板输送机的主要驱动方式,而传统双驱动刮板输送机存在停机率高、煤流分布不均且能耗大、跟踪性能差的问题,尤其长运距下链条张力波动大造成驱动电机电路涌动,已成为制约我国刮板输送机智能化发展的主要难题。根据刮板输送机面临的主要问题和发展需求,提出了刮板输送机多永磁电机串联“驱动-传动”输送新模式,并阐述了多永磁电机串联驱动刮板输送机这一研究领域涉及的关键技术研究现状,包括刮板输送机故障诊断与状态识别技术、多电机串联驱动“机-电”耦合动力学特性、多永磁电机同步控制技术、多智能体自适应协同控制,对于多驱动刮板输送机的设计研发具有一定的适应性和借鉴性;针对刮板输送机多永磁电机串联驱动系统研究面临的难题,将该系统分为4项关键科学技术:①多驱动刮板输送机新构型设计;②多驱动刮板输送机非线性机-电耦合动力学建模;③多驱动刮板输送机链条张力脉动与主动控制;④串联驱动刮板输送机主动容错与自适应协同控制;从结构设计与优化、整机运维控制实现刮板输送机多永磁电机串联驱动系统技术攻关,提高刮板输送机的智能化水平,促进煤机高端装备的水平和发展。

矿井智能通风与关键技术研究

为使智能通风系统建设更加有序、可控,提出了矿井智能通风流程环节,将矿井智能通风流程按照生产环节划分为6个板块,即感知监测、分析诊断、智能决策、方案审批、远程集控联控、执行反馈,共包含24个具体环节,建立了各个环节输入输出要素和环节之间的功能逻辑关系。按照“矿井通风系统整体规划+采掘用风区域重点细化”思路,提出了矿井全系统智能通风应用场景实现方案和采煤工作面与掘进工作面2个细化的智能通风应用场景实现方案,将矿井智能通风各个具体环节融入具体的应用场景中。为实现智能通风应用场景,基于逻辑分层思想优化了矿井智能通风系统整体架构,规划了由硬件驱动层、功能模块层、计算处理层、数据存储层、数据采集层构成的矿井智能通风管控平台。针对通风感知监测、分析诊断、智能决策、远程集控联控4个矿井智能通风关键板块中涉及的风量风速监测感知、通风阻力在线监测、全风网风量风压解算、灾源判识和灾变定位、矿井动态需风量计算、通风系统故障诊断、风量按需调控方案决策、应急控风方案决策、无人化远程控风、无人化应急控风10个关键环节,总结分析了目前各个关键环节关键技术现状,提出了各个关键环节关键技术实现路径,通过关键技术迭代升级,最终实现矿井通风系统全生命周期内时刻处于稳定可靠、安全可控、高效节能、应急降灾的运行状态。

面向数字孪生的飞机装配测量与调控

飞机装配所涉及的内容和技术十分复杂,应用数字孪生技术可使制造人员清楚地掌握飞机装配过程中和装配后的状态,多源数字化测量技术是建立数字孪生体和实现数字孪生的基础,通过补偿、协调、调整等调控手段,可使飞机装配整个过程的几何量、力学量处于合理范围,从而保证飞机装配质量。在分析相关技术国内外应用状况的基础上,给出了基于数字孪生的飞机装配测量与调控技术的实现途径。

高浓度超细尾砂泵送充填智能调压控制系统

高浓度尾砂充填由于其尾砂利用率高、料浆泌水率低等优点,在我国矿山充填领域得到迅速推广应用。针对高浓度料浆输送过程中出现的管路堵塞甚至爆管等问题,通过探究充填管路堵塞、爆管机理,分析管路压力变化及控制方式,开发了泵送充填智能调压控制系统。基于长短期记忆网络(LSTM)及PID控制原理建立堵塞预测模型并设计了联合控制方案,开发了控制系统可视化软件。利用自主研发的管输环流装置进行充填实验。结果表明,采用70%浓度铁矿超细尾砂进行泵送充填时,泵送充填智能调压控制系统预测堵塞概率可达80.2%,联合控制方案可以自动采用不同的调压方式,防止充填管道堵塞、爆管。为矿山智能化充填提供了一种新的思路和方法。

采煤机智能化发展现状及关键技术展望

介绍了国内外采煤机智能化发展的现状:采煤机目前正朝着智能机器人化的方向发展,处于智能化初级阶段。阐述了采煤机智能化发展历程及趋势:英国远程操作长壁工作面(ROLF)计划、采煤工作面自动化系统(MINOS)、美国航空航天局(NASA)长壁自动化合作项目、澳大利亚煤炭工业研究计划(ACARP)、澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)项目、欧盟长壁钻井设备新型机械化与自动化(NEMAEQ)等6项科研项目在采煤机智能化发展中扮演了重要角色;采煤机发展趋势在于利用不断发展的监测传感及远程控制技术代替人工干预及操作,不断提高工作面设备的生产效率及可靠性,朝信息化、一体化、无人化、智能化的方向发展。从采煤机智能感知、智能控制和智能通信3个方面介绍了采煤机智能化关键技术,指出基于煤岩识别的智能截割技术、智能滚筒调速技术、采煤机精确定位技术和基于三维地质模型的采煤机规划开采技术是亟待突破的关键技术。从采煤机降尘和降噪2个方面对采煤机智能化发展过程中不可忽视的人机关系进行了论述。

热电联供电厂厂级供热集中智能管控系统开发及应用研究

为了解决多台机组供热负荷调节分散、供热系统压力波动大、供热经济性差的问题,首先提出基于MODBUS通信方式下多台机组供热单元互联控制的厂级供热集中智能管控系统;然后,结合机组实际性能试验数据建立机组性能仿真模型,获得不同电负荷下冷热再抽汽量与煤耗量的关系;最后,考虑机组安全运行边界,建立适用于多台机组热负荷经济分配的数学模型,以厂级总耗煤量最低寻优为目标,获得各机组热负荷分配方案,并成功在某装机6台、总容量3320 MW燃煤电厂实现了工程示范应用。结果表明:厂级供热集中智能管控系统可采用流量指令方式在机组安全运行边界内对各机组供热流量进行自动调节;全厂对外供热流量在50~400 t/h之间变化时,厂级供热集中智能管控系统可将供热母管压力控制在设定值的±0.03 MPa以内;通过对总供热负荷智能寻优分配,全厂总煤耗量可降低0.13~3.53 t/h。

基于多层ReLU网络的楼宇暖通空调系统能量管理策略

提升现代智能楼宇的能量管理能力,是电力紧平衡背景下促进电网节能增效的重要举措。文中提出一种数据驱动的楼宇暖通空调系统节能控制策略,避免了传统模型预测控制对精确热力学建模的依赖。首先,在搭建楼宇热网络仿真模型的基础上,采用延时嵌入法构造输入特征,建立基于修正线性单元的多层神经网络模型,实现室内温度时间序列的多步预测。然后,针对电网的分时电价,构建滚动时域优化模型,并将其重构为混合整数线性规划的形式,实现有限控制周期内优化模型的高效求解。最后,基于Simscape搭建楼宇热仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。仿真结果表明,所提策略能够满足温度舒适度要求,并提高楼宇的经济运行水平。

带式输送机智能变频系统应用分析

随着煤矿采掘范围及产能的不断增加,带式输送机铺设距离、装机功率及能耗等均不断增大,是现阶段煤矿井下主要能耗设备。为提高带式输送机使用效率并降低能耗水平,在对带式输送机变频控制分析的基础上,提出了基于煤流监测的带式输送机智能变频系统。对智能变频系统架构、煤流监测及智能调速流程等进行分析,并提出综合煤流量、功率的智能调速策略。经现场应用后,构建的智能变频系统运行平稳,在降低带式输送机能耗及磨损方面效果显著。

基于实时监测的智能隧道风机调控方法研究与应用

在城市交通隧道通风管理中,为提升通风系统效率、改善环境质量,文中提出了一种基于实时监测的智能隧道风机调控方法。该方法可通过内置半经验物理模型预测污染物浓度变化趋势,并对隧道风机的启闭或频率进行模糊控制,同时通过机器学习不断迭代内置模型的相关参数,优化控制策略,可以为风机调控提供更精确的数据支持和智能化的控制策略。首先详细阐述了智能隧道风机调控方法的内容和工作过程,然后结合大连市典型公路隧道内的PM2.5实测数据,以大连湾海底隧道为案例,对该调控方法进行了经济性分析。结果显示,该方法能够降低通风系统的运行费用,具有很大的节能潜力。

基于GA-PSO的智能汽车横向LQR控制器优化设计

针对线性二次型调节器(LQR)在智能汽车横向控制中,系数矩阵Q和R选取困难导致的控制精度低和参数整定效率低的问题,提出了一种遗传粒子混合优化(GA-PSO)方法。基于车辆二自由度模型设计了横向LQR控制器和前馈控制器,以该模型下控制器自身能量损失函数作为代价函数对系数矩阵进行优化,并对比了GA-PSO和粒子群优化(PSO)算法的优化效果。CarSim/Simulink联合仿真结果表明,经GA-PSO算法优化后的控制器跟踪精度和计算效率分别提高了47.06%和63.54%,且优化后的控制器具有较强的鲁棒性。

基于模糊控制的呼吸机自动调压技术研究

为改进现有呼吸机对气压的控制精度,减小控制误差,提出基于模糊控制的呼吸机自动调压技术研究。首先根据呼吸机结构组成和工作原理构建数学模型。然后计算人体在呼吸过程中的肺活量、呼吸频率、气道压等生理参数,以此作为启动呼吸机调压技术的判断条件。最后将呼吸机工作状态和参数自动检测结果作为输入,代入到模糊控制器中,实现呼吸机的自动调压控制。实验结果表明:在所提方法的控制下,S型通气模式的平均压力调节误差为0.21 cm H_(2)O,S/T型通气模式的平均压力调节误差为0.16 cm H_(2)O,均低于0.5 cm H_(2)O,满足呼吸机的调压精度要求,具备良好的性能。

余吾煤业智能通风系统构建方法及其关键技术研究

针对余吾煤业现用通风系统存在的通风基础参数测算精准度低、手动配风误差大且耗时长及灾变时风流难以调控等问题,采用现场测试与软件开发等方法,对该矿智能化通风系统构建与关键技术进行了研究,确定了特定条件下矿井智能通风系统总体构架,实现了风门、风窗、局部通风机等通风设施远程监控和智能调节,设计了以矿井风量远程定量调控子系统风量调控、通风灾变风门风流调控与局部通风机智能控制子系统为主的总体方案,阐明了通风监测数据智能管控、地面主通风机智能控制、三维矿井通风智能分析决策平台构建及通风系统全局优化改造方法等关键技术。研究结果可实现矿井通风系统安全可靠与经济合理运行,为类似条件矿山智能通风系统建设提供指导与借鉴。

考虑横纵向误差协调的智能汽车路径跟踪控制研究

针对传统轨迹跟踪控制方法应用场景局限,精度不高的问题,为实现车辆横纵向联合控制从而提升无人驾驶汽车在结构化场景下的轨迹跟踪效果,本文建立了自然坐标系下的车辆跟踪误差模型,设计基于LQR与PID相结合的车辆横纵向耦合控制器。在横向控制层面,为消除系统稳定误差,通过引入前馈控制量实现系统的整体稳定,减小车辆在实际运行过程中产生的横向误差,提升控制过程的稳定性;在纵向控制层面,运用PID控制策略进行调节,实现车辆的实际速度与规划速度,实际位置与规划位置之间的精确匹配。通过MATLAB/Simulink与Carsim搭建联合仿真平台,针对日常泊车、驶入主路以及超车多种工况进行仿真验证。仿真结果表明:本文所设计的横纵向联合控制器将车辆的轨迹跟踪误差控制在可接受范围之内的同时,轨迹跟踪效果满足乘客对车辆乘坐舒适性的要求,故本文设计的控制器具备一定的稳定性和准确性。

低温储粮技术应用分析

温度是稻谷储藏过程中的重要因素,低温储藏能有效抑制稻谷呼吸代谢、防虫抑霉、延缓其品质劣变。为更好实现低温储粮、保证储粮品质,不断完善和发展低温储藏技术是粮食储藏行业的长期目标。综述了稻谷低温保鲜储藏相关技术,分析了不同技术的优缺点及未来发展方向,为稻谷低温保鲜储藏技术的发展提供参考。

矿井通风安全智能实时监测与控制系统研制

良好的矿井通风系统是煤矿安全生产的重要保证。为实现矿井正常生产和灾害发生时风量的自动调节,研究了一种矿井通风智能监测及控制系统。该系统实现了对矿井大气各种参数的实时监测且以三维的方式呈现,并为模拟与分析子系统提供了数据支持。此外,该系统可以根据监测数据以及模拟结果智能控制风门以及风窗的开闭状态,实时满足需风地点的供风要求。实践应用表明,该系统实现了远程自动监测无人化、风量远程自动调控、主要通风机和局部通风机远程控制,显著提高煤矿通风系统自动化与智能化水平。

金属矿井智能通风平台开发与应用

为解决金属矿井通风系统调控滞后的突出问题,合理设置矿井风流参数监测传感器建立矿井风流智能监测系统,采用深度学习方法构建矿井通风系统AI算法模型,应用矿井通风三维仿真系统模拟数据库训练和测试AI算法模型,形成风流参数智能感知系统。应用多属性决策理论和方法,依据矿井需风量调控要求,建立了矿井通风智能调控系统。根据矿井智能通风原理,提出了包含矿井通风三维仿真系统、风流监测系统、智能感知与决策系统、智能控制系统的金属矿井智能通风系统架构和智能调控方法,开发了矿井智能通风系统运行管控软件平台。在某金属矿山的工程应用结果表明:矿井智能通风系统能实时智能感知作业区域的风流参数,且误差低于5%,解决了制约金属矿井智能通风系统建设的关键技术问题;可实现矿井通风系统实时动态智能调控、井下火灾风险点的实时监测和预警预报、主扇一键反风、矿井通风数据统计与分析等。研究成果对于确保矿井风流按需有序流动、保障矿井通风系统稳定可靠运行、有效预防矿井中毒窒息事故发生、节约通风能耗等具有重要意义。

煤矿主通风机不停风倒机技术的优化控制研究

针对目前煤矿主通风机在倒机过程中存在的智能化程度低、倒机流程复杂等问题,对主通风机停风倒机问题进行了深入分析,探讨了在无法实现备用主通风机热切换时,对主通风机倒机过程进行优化控制,同时采用智能化控制技术对其控制设备进行信息化升级改造,以完善主通风机不停风倒机流程,并详细阐述了在优化控制下的倒机流程及相应的解决方案。通过在山西天地王坡煤业有限公司的实际工程应用表明,主通风机在没有水平风门且不进行施工改造的前提下,成功实现了不停风状态下的倒机,这一举措不仅将倒机时间缩短了50%以上,还消除了备机故障状态下倒机所带来的停风风险。同时,主通风机在倒机时的风速降低时间也得到了显著提升,倒机时间优化效果显著,有效提高了煤矿通风系统运行的安全性。

静态试验机的伺服调速液压控制系统设计

传统的伺服液压站是通过改变比例阀的开度来调整液压液输出压力的大小。这种方法会造成能源浪费,而且必须增加冷却散热装置。因此,针对静态或准静态的试验机,设计一个伺服调速液压控制系统。首先,分析静态试验机的伺服调速液压控制系统的结构;其次,介绍控制系统的主要硬件设计,包括DKZQ-1010智能伺服控制器的控制电路和接口设计;最后,阐述伺服调速液压控制系统的软件设计。