基于記憶截割的采煤機(jī)自適應(yīng)截割控制研究.pdf

1、采煤機(jī)是綜采工作面的關(guān)鍵設(shè)備之一，是實現(xiàn)高效集約化采煤、減少井下重大惡性事故和改善工作面勞動條件的重要技術(shù)裝備。目前“三機(jī)聯(lián)動技術(shù)”已實現(xiàn)了刮板輸送機(jī)和液壓支架的聯(lián)動自動化控制，但采煤機(jī)的自動化控制還未真正實現(xiàn)。因此，采煤機(jī)的自動化、智能化、無人化控制是實現(xiàn)整個工作面自動化、智能化和無人化控制的關(guān)鍵，有必要對采煤機(jī)的自動化控制進(jìn)行研究，從而為煤礦的安全、高效生產(chǎn)提供技術(shù)保障。
　　本課題是國家重點基礎(chǔ)研究計劃（973計劃）（201

2、4CB046304）研究內(nèi)容的組成部分，結(jié)合采煤機(jī)記憶截割控制技術(shù)，本文進(jìn)行了采煤機(jī)自適應(yīng)截割的控制研究，以實現(xiàn)采煤機(jī)滾筒高度、牽引速度和滾筒轉(zhuǎn)速的“三調(diào)控”，主要研究內(nèi)容有：
　　①在詳細(xì)了解采煤機(jī)整機(jī)以及各部件的結(jié)構(gòu)原理、工作原理和特性的基礎(chǔ)上，建立了基于記憶截割的采煤機(jī)自適應(yīng)截割控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)，包括系統(tǒng)組成、系統(tǒng)控制原理和“三調(diào)控”耦合關(guān)系，最后分析了記憶截割的原理、記憶策略并建立了采煤機(jī)截割滾筒負(fù)載模型。
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3、為了提高采煤機(jī)滾筒調(diào)高系統(tǒng)在調(diào)高過程中的快速性、平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性，找到適合井下惡劣工況下滾筒調(diào)高的控制方法，建立了采煤機(jī)滾筒調(diào)高液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，得到了基于偏差變量的電液比例伺服系統(tǒng)狀態(tài)空間方程，設(shè)計了變速指數(shù)趨近律的滑?？刂破饕詫崿F(xiàn)快、穩(wěn)、準(zhǔn)而抖振小的滾筒調(diào)高過程，有效克服系統(tǒng)的不確定性、外部負(fù)載的擾動沖擊。
　　③提出了基于記憶截割技術(shù)的平均煤層硬度的預(yù)測方法，在此基礎(chǔ)上為確定采煤機(jī)記憶跟蹤階段最優(yōu)控制參數(shù)并實現(xiàn)采煤機(jī)無人自動

4、化采煤時滾筒截割性能綜合最優(yōu)，建立了以不同性能指標(biāo)為分目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，得到了不同煤層硬度下綜合性能最優(yōu)的牽引速度和滾筒轉(zhuǎn)速，比較了傳統(tǒng)運動參數(shù)匹配方法和最優(yōu)運動參數(shù)匹配方法的優(yōu)劣，結(jié)果表明最優(yōu)運動參數(shù)動態(tài)匹配方法的采煤機(jī)滾筒多方面的截割性能都優(yōu)于傳統(tǒng)運動參數(shù)匹配方法，聯(lián)合調(diào)速優(yōu)于單一牽引調(diào)速。
　?、転榱藢崿F(xiàn)采煤機(jī)的“三調(diào)控”自適應(yīng)修正控制以適應(yīng)記憶截割過程中煤巖狀況的變化，將截割電機(jī)電流、牽引電機(jī)電流和調(diào)高油缸油壓信號進(jìn)行