充填液压支架三维场景监测系统设计

目前充填工作面设备监测系统采用以二维监测为主的传统监测方式,随着充填液压支架在井下的应用逐渐增多,充填液压支架的各部件运动和群支架协同运动的准确性对井下充填采煤效率影响很大,而二维平面运动已无法描述充填液压支架的复杂动作,需要将监测界面上升到三维空间,从不同位置、不同角度监测充填液压支架的工作状况,提高矿井安全系数。针对上述问题,采用三维引擎技术,设计了一种充填液压支架三维场景监测系统,该系统主要由三维虚拟仿真软件、数据采集模块及数据通信模块组成。三维虚拟仿真软件基于Unity3d,用于建立系统监测界面,通过计算机显示充填液压支架的顶板压力值、各销轴之间的角度偏移量及液压缸的位移量等监测数据的动态变化,实现对充填液压支架的三维实时监测。系统监测界面可分为实体场景监测界面和数据监测界面2个部分:实体场景监测界面采用3ds Max建模软件建立充填工作面设备三维实体模型及三维场景模型,并对三维模型进行优化和渲染处理,实现与实际充填工作面空间动作完全一致的场景驱动;数据监测界面通过数据采集模块采集、分析与处理充填工作面的工作状态信息,通过数据通信模块将信息传输到三维虚拟仿真软件,实现监测数据与软件相匹配。实际应用效果验证了该系统的有效性。     

基于机电液联合的液压支架智能供液系统压力波动特性研究

针对煤矿综采工作面液压支架传统供液方式存在液压冲击大、支架位移不准确、跟机速度可调性较差等问题,本文设计了一套可自动卸压的智能供液系统,以实现对液压支架压力的自动调节,同时,设计了智能供液系统原理图,并采用SimulationX搭建了仿真模型,模拟真实工况下智能供液系统的压力和流量波动特性的规律。结果表明,采用智能供液系统能够有效减小液压支架的压力脉动,提高综采工作面液压支架的供液质量,并且不同的供液流量下压力变化趋势相同,验证了方案设计的合理性。     

液压支架精确推移控制方案研究与应用

针对液压支架液压系统存在控制精度差、支架推移步距不一致等问题,提出了一种液压支架精确推移控制方案。该方案通过引入推移控制逻辑阀,并优化电液控制系统自动推移控制流程,实现移架、推溜动作精确控制及销轴间隙自动消除功能。实验及现场应用结果表明,该方案提高了综采工作面液压支架自动推移控制精度,保证了支架推移步距的统一。     

基于S7-300 PLC的液压支架自动控制系统

以两柱掩护式液压支架为例,介绍了一种基于S7-300 PLC的液压支架自动控制系统的设计。该系统采用控制系统软件对安装在立柱上的压力、下缩量、倾角等传感器测得的数据进行智能分析,实现对电磁阀组的启停,使液压支架自主运行。实际应用表明,该系统实现了对井下液压支架的远程实时在线监测和控制。     

液压支架电控系统人员感知模块设计

针对液压支架动作范围内的人员感知需求,提出了一种液压支架电控系统人员感知模块的设计方案,介绍了该模块的设计原理及软硬件设计方案。该模块采用微波和红外探测方式检测人员存在,采用模糊路基数码分析算法实现全范围温度补偿,提高了人员感知的准确性和稳定性。     

液压支架顶梁位姿调控仿真分析

针对液压支架稳态支护对液压支架控制器自适应控制快速性和强抗干扰能力要求,以ZY10800/28/63支顶掩护式液压支架为研究对象,建立了液压支架运动学模型和阀控液压缸液压系统传递函数,设计了一种包含速度补偿的RBF神经网络控制器,基于该控制器提出了一种液压支架顶梁位姿调控系统,通过控制立柱和平衡千斤顶长度,保证支护状态下液压支架顶梁高度和姿态角稳定。在Matlab/Simulink中建立了液压支架顶梁位姿调控系统仿真模型并进行实验,结果表明:RBF神经网络控制器对阶跃信号的响应时间短,未出现超调现象;在施加顶梁冲击力情况下,RBF神经网络控制器较PID控制器和滑模控制器具有更快的响应速度、更小的超调量和更强的抗干扰能力,能维持支架顶梁位姿处于目标位置,具有良好的稳定性。     

焦炉作业计划与优化调度系统设计与实现

针对钢铁企业焦炉生产计划编排问题,建立一个适合正常工况和异常工况的焦炉作业计划与优化调度系统.该系统由决策支持模块、正常工况计划编制模块和异常工况计划编制模块组成.决策支持模块根据获取的现场数据进行工况判断;在正常工况下采用"5-2"推焦串序操作来编制计划;在异常工况下针对乱笺、推焦事故和病号炉等异常状态,建立优化调度模型,基于蚁群算法进行求解来获得推焦计划.实际应用表明.该系统实现了焦炉作业计划的自动编排与优化调度,保证了结焦时间,提高焦炭质量.     

基于CAD的机器人焊接、切割离线编程系统

针对目前工业机器人离线编程实际应用中无法快速、便捷实现等问题,本文介绍作者开发的基于三维CAD的机器人离线自动编程系统。该系统由姿态定义模块、后处理模块、仿真模块和焊接／切割工艺模块（专家系统）模块组成,可以根据CAD模型快速完成焊接／切割姿态的规划,解决了空间曲面堆焊机器人无法实现人工示教的问题,完成各种加工任务。实践表明,应用此系统能提高机器人焊接和火焰切割的质量与速度,提高了企业的生产效率和经济效益。     

液压支架逆向运动学分析

针对现有液压支架正向运动学分析方法无法精确感知顶梁姿态的问题,提出了一种液压支架逆向运动学分析方法。采用SolidWorks软件及其Motion模块建立液压支架三维模型和Motion模型,通过解析液压支架动作来获取Motion数据库,采用三次多项式曲线拟合液压支架各驱动部件运动方程;采用粒子群优化算法优化驱动部件运动方程,得出最优拟合方程,从而得出液压支架最优运动轨迹。试验结果表明,该方法能够准确得出液压支架各驱动部件的运动轨迹,所得结果与实际运动曲线相符。     

综采工作面液压支架集中控制系统设计

针对现有液压支架电液控制系统存在自动化程度低等问题,设计了一种综采工作面液压支架集中控制系统,详细介绍了该系统的硬件组成和软件设计,阐述了液压支架集中控制的实现过程。试验结果表明,该系统可实现液压支架的集中控制,通信稳定,实时性高,能满足煤矿生产实际需求。