滾筒式采煤機運動軌跡跟蹤及控制策略研究.pdf

1、長期以來，井下采煤一直是一項高勞動強度、高危險性工程。因此，科學(xué)家和工程學(xué)家們總是在尋找降低采煤危險性、提高生產(chǎn)效率的方法。毫無疑問，機械化和自動化是提高生產(chǎn)效率和降低采煤危險系數(shù)的有效手段。在煤炭行業(yè)，采煤機械化已在世界范圍內(nèi)普及，其自動化技術(shù)也在部分煤層條件較好的發(fā)達(dá)國家廣泛使用，如德國、澳大利亞、美國等，我國在采煤自動化方面與發(fā)達(dá)國家還有一定的距離，差距主要體現(xiàn)在煤巖界面識別、工作面設(shè)備自動找直等技術(shù)。本文重點針對煤巖界面識別這一

2、研究領(lǐng)域展開研究與討論，對縮短國內(nèi)外自動化采煤差距起了非常積極的作用。
　　本研究主要在國內(nèi)外已有研究的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有采煤機機型設(shè)計了基于軌跡跟蹤的自動調(diào)高系統(tǒng)，這種調(diào)高系統(tǒng)對采煤機的電控平臺要求低。根據(jù)設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了地面調(diào)試和井下調(diào)試。此外，針對前述調(diào)高系統(tǒng)跟蹤精度低、調(diào)高過于頻繁等缺陷，本文也設(shè)計了適用于高性能控制器的自動化調(diào)高系統(tǒng)并對其控制策略進(jìn)行了仿真研究。
　　論文主要內(nèi)容如下:
　　第一章，介紹了基于軌跡

3、跟蹤的自動化調(diào)高系統(tǒng)的適用采煤工藝-長壁法采煤，總結(jié)了過去國內(nèi)外采煤機利用傳感器實現(xiàn)煤巖識別的直接方法和基于軌跡跟蹤的間接煤巖識別法的發(fā)展與現(xiàn)狀，并提出了該課題的研究意義和研究內(nèi)容。
　　第二章，詳細(xì)介紹了如何利用軌跡跟蹤原理實現(xiàn)采煤機自動化調(diào)高，其中重點探討了采樣周期和進(jìn)刀方式的選擇。建立了調(diào)高系統(tǒng)杠桿實現(xiàn)機構(gòu)和液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)研究做了鋪墊。
　　第三章，重點闡述了基于開關(guān)閥的軌跡跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計、仿真與實驗研究。

4、仿真和試驗結(jié)果表明可以在經(jīng)濟(jì)型的PLC主控平臺上實現(xiàn)采煤機自動化行走和調(diào)高，針對其調(diào)高精度不高、調(diào)高次數(shù)多等缺陷，提出了減少調(diào)高次數(shù)、提高調(diào)高精度的控制方法。
　　第四章，本章介紹了高度精度、高可靠性的軌跡自動跟蹤系統(tǒng)設(shè)計，詳細(xì)介紹了“煤巖識別＼軌跡跟蹤”模塊的設(shè)計，闡述了采用工程機械常用負(fù)載敏系統(tǒng)作為調(diào)高液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢、特點。最后，通過現(xiàn)場試驗驗證了所設(shè)計的軌跡跟蹤系統(tǒng)的可行性，并提出了液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的優(yōu)化方案。