基于模糊RBF神经网络的采煤机控制方法的研究

通过对采煤机截割滚筒的负载特性分析,得到了截割驱动电机的电流变化可以表征截割阻力和截割阻力矩、牵引电机转矩可以用来推算出推进阻力的结论,并根据该参数的信号采集得出了截割电机电流服从正态分布且电流均值变化可作为工作模式变化的依据之一的结论.通过基于模糊RBF神经网络,得到采煤机信号参数,以此,对截割滚筒工作模式进行预测分析,从而对采煤机进行实时控制.     

基于模糊神经网络信息融合的采煤机煤岩识别系统

针对采用单一信号进行煤岩界面识别实现采煤机滚筒高度调整控制时精确度和可靠性不高的问题,提出一种基于模糊神经网络的多传感器信息融合煤岩识别方法。通过实验数据采集和分析得到不同煤岩比例截面截割过程中的振动、电流以及声功率谱信号特征样本,根据最小模糊度优化模型求得各煤岩识别信号的模糊隶属度函数,采用基于自适应神经网络模糊推理系统构建的多维模糊神经网络实现多传感器信息的决策融合,得到高可信度和精确度的滚筒调高控制量值。实验室截割实验对比以及现场随机煤岩轨迹的截割实验结果表明,采煤机滚筒截割轨迹与实际随机煤岩轨迹基本吻合,实验结果验证了系统的有效性和可靠性。     

采煤机智能协调控制策略及试验研究

为进一步提升采煤机生产的自动化水平和稳定性,实现采煤机的智能协调控制,在传统采煤机智能控制系统的基础上,实现采煤机牵引电机转速和截割滚筒高度的协调控制并建立智能协调控制策略和优先控制等级。最后,对所建立基于智能协调控制策略下截割路径的跟踪效果进行验证。结果表明,采煤机智能协调控制策略下截割路径的最大跟踪误差仅为0.045 m,具有较好的跟踪效果。     

采煤机高精度轨迹跟踪控制系统设计与仿真分析

为了实现采煤机高精度轨迹跟踪控制,在采煤机进行PLC控制器记忆截割作业过程中,添加了各类位移传感器、角度传感器。在采煤机自动控制截割过程中,可以实现对采煤机机身、摇臂倾角、滚筒位移高度等进行监测,并做到误差的自适应调节,从而实现采煤机运行姿态的高精度控制效果。     

MG-300/700-WD采煤机截割机构故障诊断系统的优化设计

基于神经网络系统在采煤机故障检测中的应用,以某矿MG-300/700-WD采煤机截割机构故障诊断系统为例,简单介绍了监测数据准备与本文所用神经网络模型结构建立过程,通过比较不同匹配阈值下神经网络训练过程中达到允许误差所需训练次数,以及评估故障诊断效果,对神经网络故障检测模型结构中匹配阈值q的取值进行优化选择,确定了最优匹配阈值为q=0.43。研究结果确保了采煤机截割减速器箱故障预测及诊断的准确性,提高工作面生产效率。     

露天采煤机智能监控技术研究与应用

基于露天采煤特点，对露天采煤机监控技术进行了详细分析，并在传统控制系统的基础上通过模糊控制器对其进行优化，有效提升了系统控制精度及稳定性，并对采煤机截割臂升降高度、采煤量等主要参数进行实时监测，从而实现露天采煤机的智能化自动监测与控制。     

采煤机截割高度测量模型与测量误差分析

采煤机截割高度的测量及其误差分析是实现综采工作面自动化的一项重要研究内容。本文针对机身姿态传感器和摇臂摆角传感器测量方案、机身姿态传感器和调高油缸位移传感器测量方案,分别建立了采煤机截割高度测量模型。利用函数误差公式,推导了测量误差模型。以MG1000/2660-WD型采煤机为例,分析了截割高度测量误差分别随俯仰角、摇臂摆角和调高油缸位移的变化规律,得到了两种测量方案截割高度测量误差的最大值的位置。根据算例分析的结果可知,摇臂摆角传感器和调高油缸位移传感器的精度对测量误差的影响较小,机身姿态传感器的精度将决定截割高度测量误差的大小。最后,以采煤机截割高度测量误差小于5 cm为例进行分析,得出两种测量方案下各传感器的精度要求:摇臂摆角传感器精度为0.022°和机身姿态传感器的俯仰角最大动态误差小于0.16°(1 h内),调高油缸位移传感器精度为1 mm和机身姿态传感器的俯仰角最大动态误差小于0.14°(1 h内)。     

基于自适应模糊滑模变结构的采煤机自动调高控制策略

针对采煤机自动调高和采煤工作面无人化存在的问题,提出了基于电液位置伺服系统的自适应模糊滑模变结构控制系统。分析了采煤机自动调高的依据条件,建立了采煤机调高系统的数学模型,得到了采煤机调高系统的控制变量。采用自适应模糊滑模变结构控制策略,设计了采煤机自动调高控制器,并分析了其稳定性。利用MATLAB对采煤机调高控制器进行了仿真,仿真结果表明,采用自适应模糊滑模变结构的控制系统可以实现采煤机截割预定轨迹的准确跟踪,相对于PID控制技术,其跟踪误差较小,控制效果较理想。     

基于多传感特征信息融合的采煤机截齿失效诊断

针对采煤机截割头截割过程中截齿失效状态不易在线识别的难题,提出了一种基于多传感特征信息融合的采煤机截齿失效诊断方法。通过测试采煤机不同磨损程度状态的截齿在截割过程中的振动信号以及声发射信号,建立截齿损耗和失效的信号特征数据库,采用基于最小模糊隶属度优化模型的多传感信息融合方法诊断采煤机截齿的磨损及失效状态。实验结果表明诊断结果的准确率可达95%以上,证明采用此方法可实现对采煤机截齿磨损程度及失效状态的实时精确诊断。研究结果对及时发现和更换失效截齿、提高采煤机截割头的工作效率和使用寿命具有重要意义。     

采煤机自动调节截割技术研究

通过对采煤机截割工作原理的分析,提出了一种新的采煤机自适应调节的截割技术,并对该技术方案的总体控制结构及控制原理进行了论述。该自适应调节截割技术不仅能够克服传动人工调节效率低下、滞后性差的缺点而且具有控制精确、自动化程度高的优点,能自动对采煤机滚筒的截割角和截割高度进行调节,完成自动落煤的任务,可实现综采面自动化、信息化和少人化。     

采煤机动态截割特性的分析与优化

本文在对采煤机截割驱动机构截割和齿轮副受力变化情况进行分析的基础上,提出了应用基于进给-截割联合调速系统对采煤机动态截割特性进行优化。该联合调速系统能够根据采煤机的实际截割作业状态,可实现对进给-截割状态的联合调整,在确保截割作业效率的情况下降低截割机构的冲击载荷、提升使用寿命和工作稳定性。应用效果表明,应用该联合调速系统,能够将截割机构的动载荷突变系数降低68.4%,显著提升了采煤机的运行稳定性。     

滚筒采煤机智能变速截割控制研究

以斜沟矿300 k W电牵引滚筒采煤机为研究对象,通过对采煤机截割煤壁时运动学分析,推导出牵引速度和滚筒转速相关的运动力学方程式,基于此运用Matlab/Simulink工具建立采煤机仿真模型,分析煤层截割阻抗与电牵引滚筒采煤机截割电机定子电流的关系,进而提出煤壁截割阻抗的识别方法和采煤机智能变速截割控制方法。采煤机仿真模型运用该方法后进行截割煤壁作业,从煤壁截割过程可以看出,智能变速截割调速控制方法效果十分明显,采煤机能够有效识别煤层截割阻抗,进行自动、智能化变速截割作业。     

BP神经网络在截齿合金头失效识别中的应用

为实现采煤机截割过程中截齿合金头失效形式的监测和识别,提出一种基于BP神经网络的多特征信号识别截齿合金头失效形式的方法。测试提取截割过程中合金头龟裂、合金头脱落、合金头崩刃和合金头严重磨损4种截齿x,y,z三个方向上的振动特征信号和截割电机电流特征信号,选取特征值信号的最大值、均值和方差作为特征样本对BP神经网络进行学习和训练,建立截齿合金头失效形式的识别模型,实现截割过程中截齿合金头失效形式在线监测与准确识别。实验结果表明,BP神经网络的判别结果和测试样本的实际失效类型相符,能够对截齿合金头失效形式进行准确识别,为实现采煤机截齿在线监测和失效形式识别提供新的方法和手段。     

复杂煤层条件下滚筒截割性能参数优化分析

为进一步提升采煤机的截割能力和落煤能力,达到提升其截割性能的目的,基于EDEM软件建立采煤机与复杂煤层的耦合仿真模型,分别对采煤机螺旋滚筒结构参数和运动参数对截割性能的影响开展对比仿真分析;采用多目标数学优化模型对螺旋滚筒参数进行优化,并得出优化后的滚筒参数对采煤机截割性能有明显改善的结论。     

基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方法研究

对采煤机进行基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方案设计,从控制流程、系统组成及设备选型方面进行记忆截割系统搭建,并以控制记忆单元点的方式对采煤机牵引速度、滚筒调高信号进行简化数据收集,确保记忆截割数据的高效精确性。通过试验表明,截割轨迹控制精确,采煤机设备运行平稳。     

基于综合截割性能优化的采煤机变速截割控制

传统滚筒采煤机的滚筒转速一般是恒定的,严重影响了采煤机的截割性能.为提高截割性能,对变速截割控制进行了分析与研究.为保证变速截割方法的可靠性,根据截割阻抗对煤层的硬度划分为5个等级,同时考虑到多个截割性能参数,对各指标乘以权重系数后进行优化,最后基于以上分析内容,比较了不同截割阻抗情况下的调速策略,并进一步优化了变速截...     

基于Elman神经网络的采煤机智能调高控制算法研究

为提高采煤机自动调高系统的实时性、跟随性以及稳定性,研究基于Elman神经网络的采煤机智能调高控制算法.通过分析采煤机调高过程,建立采煤机智能调高系统,确定Elman神经网络的输入信号和训练样本,并设计Elman神经网络采煤机智能调高控制算法流程.在仿真环境绘制采煤机滚筒实时位置,基于设计的Elman神经网络算法逼近、拟合采煤机滚筒位置曲线,实时性、跟随性以及稳定性优于BP神经网络算法以及最小二乘算法,提高了采煤机截割滚筒调高控制性能.     

滚筒截割负载扰动对采煤机调高的影响

针对采煤机调高过程中滚筒截割负载扰动对调高机构动态响应特性的影响进行了研究。根据非对称阀控缸模型,建立了调高机构控制传递函数模型。根据采煤机工况分析了滚筒截割负载等效到调高机构的负载模型。使用常规PID和模糊PID控制器对不同滚筒截割载荷和牵引速度情况下的调高机构进行了控制仿真。研究结果表明：使用模糊PID控制器对调高机构进行控制,具有更好的跟踪性能,控制效果受截割阻抗和牵引速度的变化影响更小。     

采煤机斜切截割下截割部齿轮箱振动实验

斜切截割是长壁式综合机械化采煤工艺的一种工况,其目的是使采煤机深入煤壁切割煤炭。斜切截割时采煤机一部分深入煤壁,另一部分直行截割,因此承受较大弯矩,是一种恶劣工况。基于国家能源采掘装备研发实验中心实验台,对采煤机截割部齿轮箱在斜切截割工况下振动特性进行实验分析。实验模拟井下真实斜切截割工况,利用三向加速度传感器收集行星级和直齿级振动加速度数据。实验中发现了拍振现象,并分析了截割参数对拍振现象的影响规律。分析了齿轮传动系统各传动级啮合频率的耦合现象,并分析截割参数对频率耦合作用的影响规律。     

基于LS-DYNA的采煤机截割特性研究

针对现有采煤机截割机构工作时振动、冲击大,截齿磨损严重、截割机构受冲击易损坏的难点,建立了采煤机截割机构工作时的受力数学模型,利用LS-DYNA分析软件建立了采煤机截割机构工作时的仿真分析模型,并根据实际情况对其工作过程进行了仿真分析。结果表明:在旋转角度为14°情况下采煤机截割机构具有最佳大截割特性,为采煤机截割机构工作旋转角度的确定提供了理论依据,极大地提升了采煤机工作时的稳定性和使用寿命。