火箭炮射向的智能风速修正测控系统

为了减小风对火箭炮命中率的影响,设计了一种火箭炮射向的智能风速修正测控系统。该系统由风速检测和智能控制两部分组成。风速检测是在风杯风速仪的基础上利用光电传感器进行检测,光电传感器排列成半圆形阵列,机械装置指针的不同指向,使光电传感器阵列输出不同的电压信号。智能控制部分采用灰色预测算法对测量结果进行智能处理以及灰色预测,借助PID控制算法对火箭炮瞄准系统进行延时控制,修正了火箭弹在横风作用情况下的落点偏差,并使火箭炮发射系统的瞄准修正时间大大缩短,改善火箭炮发射系统的性能。     

基于机器视觉的悬臂式掘进机机身位姿检测系统

针对矿井巷道自动掘进的需求,为矿用悬臂式掘进机构建了一套机身位姿实时检测系统。该系统以十字激光器与激光标靶为信息来源,通过对标靶上十字光线成像特征的分析,建立了掘进机机身位姿空间解算模型。该模型利用机身与十字激光面的空间关系,使用空间矩阵变换方法,得到机身相对于巷道的三轴倾角以及在巷道断面上的偏离位移,实现了掘进机机身位姿的自动实时检测。最终,在实验室条件下,搭建了机身位姿自动检测试验平台,模拟掘进机在巷道内的姿态,试验结果表明:测量范围在2~100 m时,系统的角度测量误差在0.5°范围内,位移的检测误差小于20 mm,能够满足巷道施工过程中掘进机机身位姿自动、精确、实时测量的要求。     

组合导航定位系统研究

掘进机是煤矿生产的主要机械装备之一,为使其高效、安全工作,满足人工化和智能化的发展趋势,设计了基于惯性导航系统和全站仪的悬臂式掘进机机身导航定位系统。本文将掘进机简化成两条履带,其它部件略去,建立掘进机机器人化数学模型。分别分析了基于全站仪和惯性导航系统的掘进机自动导航和定位技术的原理和特点,结合两者优点,将惯性导航系统和全站仪有机结合,介绍两系统相组合的巷道导航系统,并对组合系统在掘进机在使用中的导航和定位原理进行说明。     

掘进机器人截割头截割运动与轨迹仿真研究

针对煤矿井下掘进机控制过程中,容易出现超挖、欠挖等问题。以掘进机在复杂的倾斜环境中,采用几何投影法,建立截割头的空间实时位置与巷道断面范围的空间数学模型。利用MATLAB软件平台,对断面成形进行控制仿真,验证了截割运动建模的正确性,为掘进机器人断面截割成形的准确控制奠定了基础。     

纳米催化传感器的性能分析与改进

催化传感器技术与纳米技术相结合,使催化传感器稳定性得到明显的提高.文中研究了纳米材料制备工艺以及纳米氧化铝载体材料所具有的独特的纳米效应,如表面效应、小尺寸效应等对催化传感器性能的改善作用.并从载体孔径控制、提高载体的稳定性和掺杂方面探讨了纳米催化传感器的进一步改进.     

新型瓦斯传感器关键技术的研究

研究了热催化瓦斯传感器的三项新技术：催化元件动态配对工艺、新型检测方法和瓦斯传感器灵敏度自动调校方法。催化元件动态配对的研究，提高了传感元件和补偿元件的一致性，抑制了零点漂移。新的检测方法改善了传感器的工作状态，提高了传感器的灵敏度和稳定性。传感器灵敏度自动调校的研究有利于瓦斯监测系统自动化、可靠性的提高。     

永磁同步电机转矩脉动占空比最优控制方法

传统直接转矩控制(DTC)在每个控制周期内仅作用单一的电压矢量,存在转矩脉动大和开关频率不固定等缺点。针对上述问题,提出了一种基于占空比优化的永磁同步电机(PMSM)转矩脉动抑制方法。建立了PMSM调速系统的基本数学模型,推导了非零电压矢量和零电压矢量对应的转矩变化率,并指出数字系统的离散化特性和单一的转矩变化趋势是造成转矩脉动过大现象的本质原因。采取占空比优化的方式在一个控制周期内输出一个主矢量和一个零矢量,以单个控制周期内转矩脉动均方值最小为原则,推导并计算出主矢量对应的最优占空比。样机实验结果表明,该方法在保留传统DTC高动态响应的基础上,可以减小电磁转矩脉动、固定开关动作频率,有效地提升了PMSM调速系统的稳态性能。     

多传感器煤自燃探测系统研究

在煤自然氧化过程中不同阶段会产生不同浓度的成分气体,据此设计并实现了多传感器测量系统,选用红外二氧化碳传感器、电化学式一氧化碳传感器、原电池式氧气传感器、红外瓦斯传感器和数字式温湿度传感器作为测量元器件。根据行业标准设计了各传感器的测量电路,保证传感器数据的可靠性;系统采取模块化设计思路,方便后期的升级和扩展;测试结果表明系统满足煤炭相关行业标准要求。该系统对于定量研究煤的自燃,以及煤自燃的预测都有一定的实践价值。     

减小载体催化元件非线性的办法

分析了煤矿广泛采用的瓦斯传感器——载体催化元件非线性产生的原因及改善方法。     

双组分助催化剂瓦斯传感器催化元件的试验研究

由于瓦斯传感器催化元件高温下载体易烧结,活性下降及易毒化,因此尝试用稀土元素对瓦斯传感器催化元件进行改性,对掺杂稀土双组分催化剂的n-Ce-Zr-Al2O3和普通纳米催化剂n-Al2O3的比表面积、活性、稳定性进行试验,试验结果表明,掺杂Ce-Zr助催化剂的催化元件,其反应活性明显增强,在体积分数为1%的CH4下其工作温度比普通催化元件降低约40℃,反应的稳定性也明显增强。将此瓦斯催化元件接入测试模块进行误差测试,试验证明,体积分数为1%～5%的CH4下其最大测量误差约为3%,远小于国家标准,完全符合瓦斯检测要求。