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。     

基于人工免疫和记忆切割的采煤机滚筒自适应调高

为实现采煤机截割滚筒的自动调高,利用记忆切割实现采煤机工作路径的记忆,采煤机利用记忆的相应位置的切割参数自动工作;当煤层地质条件发生变化,采煤机记忆的相应参数与实际参数不一致时,利用人工免疫理论进行数据处理和工作状态判断,实现采煤机截割滚筒的自适应调高.试验表明：基于人工免疫和记忆切割的方法,可以使采煤机适应煤层顶板条件的变化,能够实现采煤机截割滚筒的自适应调高.     

采煤机记忆截割系统设计

对采煤机截割滚筒自动调高控制技术进行了介绍,并对采煤机记忆截割控制系统进行了设计,以便实现对采煤机牵引、截割和调高的自动控制。     

采煤机记忆截割的轨迹拟合

记忆截割是采煤机滚筒自动调高的主要方法之一。研究实现采煤机记忆截割的数学模型,选择最佳轨迹拟合算法,并用Matlab进行了虚拟仿真。     

基于模糊自适应PID控制的单向示范刀采煤机记忆截割控制

采煤机在综采作业中所受到的载荷具有随机性,应用模糊自适应PID控制策略,针对采煤机调高机构的几何非线性特点和采煤机作业中单向信息的采集偏差现象,对采煤机双向截割滚筒高度进行自动跟踪,并给出了单向示范刀顶板和底板的数字化模型,通过对单向示范刀记忆截割曲线跟踪控制的模拟仿真,得到误差曲线,为采煤机单向示范刀记忆调高系统的设计优化提供理论支持。     

采煤机智能化控制技术研究

文章基于7LS-LWS638型采煤机进行采煤机智能化控制技术研究,以实现采煤机滚筒智能调高和记忆截割的智能化控制。通过遗传算法与PID控制器结合,并应用电液比例阀等装置,实现了采煤机滚筒调高和截割深度控制,同时通过优化采煤机自动截割流程,使得采煤机在完成两个循环煤层手动截割后可实现自动截割,与传统控制技术相比,智能化控制技术下设备运行更加稳定,抗干扰能力更强。     

单示范刀记忆截割BP神经网络自适应PID控制策略

为解决井下工作人员工作强度大和降低安全隐患,针对采煤机调高系统的非线性、滞后性及载荷时变的特点,根据采煤机滚筒调高系统原理,建立了采煤机单向示范刀记忆截割的数学模型,提出了BP神经网络自适应采煤机单向记忆截割控制策略,设计了采煤机BP神经网络自适应PID控制器。通过获取采煤机的姿态、位置和工作信息,结合了单向记忆截割数学原理,对采煤机记忆截割轨迹进行模拟仿真。结果表明:BP神经网络PID能够稳定、准确地跟踪示范刀顶板截割曲线,且跟踪吻合度好,满足工程实际要求。     

灰色系统理论在采煤机记忆截割技术中的应用

为建立采煤机记忆截割技术中滚筒高度的三维空间分布模型,提高采煤机的记忆截割精度,在传统记忆截割技术的二维分布模型基础上,利用灰色系统理论和GM(1,1)模型,对采煤机滚筒在第三维(采煤机推进方向)上的高度进行动态预测,提出了一种灰色记忆截割技术。Matlab仿真结果表明:在相同的误差要求下,对比传统记忆截割算法,灰色记忆截割算法演算出的采高曲线更接近于理论采高曲线,同时灰色记忆截割技术使得调高次数减少了32.8%,因此灰色记忆截割技术能大幅度提高采煤机记忆截割的精度和实用性。     

采煤机滚筒调高滑模变结构控制策略

针对采煤机自动调高是电液比例伺服控制的情况,通过建立采煤机调高油缸数学模型,得到采煤机调高系统状态空间方程,采用滑模变结构控制策略设计了采煤机自动调高控制器,主要包括根据采煤机调高系统状态方程设计滑模面切换函数和滑模控制规律,得到滑模控制函数。最后,在建立采煤机调高系统状态方程和滑模控制函数的基础上,进行了采煤机调高控制器仿真分析,其结果表明,采用滑模变结构控制能够较好地实现采煤机截割滚筒快、平、稳的自动调整。     

新型MG100/145-BFD极薄煤层采煤机

根据极薄煤层的特点,开发设计出一种新型链牵引采煤机,该采煤机滚筒轴线与工作面的夹角为35°,左右截割部与电机机壳刚性连接,采用1个截割电机拖动2个截割滚筒,有效缩短机身长度;采用特殊调高装置实现采煤机的调高功能;此采煤机在极薄煤层工作面使用性较强。     

基于Matlab/Simulink的采煤机滚筒自动调高系统仿真分析

为了适应工作面顶板变化,提高截割滚筒响应速度,根据预测相关理论以及采煤机历史作业数据,设计了采煤机截割滚筒的自动调高系统,并应用Matlab/Simulink对系统进行模拟仿真,结果表明:该自动调高控制系统相对于传统系统对高度调节时间较短,能够快速响应工作面顶板高度变化且波动较小,稳定性较高,具有较强的适用性。     

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BP神经网络的采煤机自动调高PID控制系统研究

由于采煤机记忆截割技术应用在复杂煤层中具有局限性,提出一种基于BP神经网络的PID控制器,对采煤机的液压自动调高系统进行优化。通过BP神经网络的预测控制原理,改进PID控制器参数。搭建了采煤机滚筒调高PID控制实验系统,并进行了阶跃响应实验和跟踪性能实验。结果表明,相比于传统PID控制器,改进的PID控制器响应更为平稳、跟踪性能更加优越,能更好地满足采煤机在复杂工况下的自动调高要求。     

采煤机滚筒截割记忆程控的灰关联度计算新方法

针对采煤机滚筒记忆程控调高和截割工作循环的特征，分析了这种指令式控制的特点，研究了采煤机在不同的截割循环中其姿态的改变引起滚筒位置基准产生的偏差和滚筒截割记忆程控的再现精度预测的必要性和偏差修正的方法.根据各截割循环滚筒位置高度参数序列相互之间及其分别与参考序列之间的关联程度的预测，分析了灰关联度的理论方法对序列参数特征敏感性和算法的递推性，提出了适合截割记忆程控序列参数特点的灰色预测的一种关联度新算法，即面积比值法，具有计算的递推性和对序列幅值总体变化趋势的敏感性.     

基于虚拟仪器的采煤机自动调高系统的研究

本文结合传统的记忆截割法提出了一种将采煤机的振动信号和截割电机电流信号相结合的基于虚拟仪器的自动调高方法。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,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,通过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。     

基于模糊PID算法的采煤机记忆截割路径自适应研究

针对综采工作面采煤机滚筒截割路径不确定的特点,以采煤机记忆截割路径相应位置的截割参数为基础,利用模糊PID算法对截割滚筒油缸进行控制,使得在记忆截割路径的对应参数和实际路径对应参数不一致时,实现采煤机滚筒截割路径自适应调整。通过输入现场数据的采煤机滚筒截割路径仿真试验结果表明,该算法可以使采煤机在复杂地质条件的煤层中快速调整截割路径,调整后的路径平稳且可靠。     

基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统设计

为实现采煤机滚筒智能调高与远程控制记忆截割煤等功能,需获取采煤机精确姿态信息。设计一种基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统。考虑井下工作条件恶劣、通信干扰因素多等特点,该系统采用抗振倾角传感器精确获取采煤机姿态信息,利用LoRa技术并结合滤波算法来提高系统的通信距离,实现采煤机滚筒智能调高和记忆截割煤的远程控制。通过在黄陵1#煤矿井下进行实际测试,结果表明,该系统在井下恶劣环境中获取的采煤机姿态信息精确,传输距离可达140 m,可以满足工作面远程控制需求。     

灰色系统理论在采煤机记忆截割技术中的应用

为建立采煤机记忆截割技术中滚筒高度的三维空间分布模型,提高采煤机的记忆截割精度,在传统记忆截割技术的二维分布模型基础上,利用灰色系统理论和GM(1,1)模型,对采煤机滚筒在第三维(推进方向)上的高度进行动态预测,提出了一种灰色记忆截割技术.Matlab仿真结果表明,灰色记忆截割技术能大幅度提高采煤机记忆截割的精度和实用...     

采煤机工作面截割试验分析

由于当前针对采煤机的有关研究中,缺乏来自工作面现场的截割载荷研究。因而从分析螺旋滚筒主要截割载荷的角度,对具有记忆截割功能的采煤机在人工示教截割试验阶段拾取的截割电流和牵引转矩信号及螺旋滚筒主要截割载荷进行了分析。对采煤机螺旋滚筒截割含有不同煤岩界面煤层时载荷特征地分析表明：采煤机截割力响应信号的均值特征能真实反映截割介质的本质差别;采煤机实际工作过程中,在各典型截割工况下,螺旋滚筒截割力响应信号服从正态分布,且在正常截割工况下,截割力响应信号的方差最小,即截割力响应信号的波动最小;滚筒高度和截割状态持续时间可用于滚筒截割状态的精确识别;截割功率约占总消耗功率的70%。     

滚筒采煤机截割部调高机构振动特性仿真研究

本文针对滚筒采煤机在受冲击后稳定性下降的情况,进行采煤机截割部调高机构稳定性提高的研究。通过简化截割部调高机构模型,建立动力学方程,确定调高机构仿真模拟关系式;利用Matlab/Simulink进行调高机构的动态仿真模拟,基于多方案摇臂角加速度、角速度和角位移的变化,确定了增大液压缸刚度和阻尼可以增强采煤机的稳定性。