码垛机器人运动学分析及仿真研究

针对当前码垛机器人实际运动规划难度较大的问题,以某真实生产线上六自由度码垛机器人为研究对象,采用D-H法建立机械臂数学模型,对机械臂的正运动学、逆运动学进行分析,确定码垛机器人的工作空间。使用Robot Studio软件对末端机械爪、托盘、物料、传送链等进行建模,完成虚拟场景空间布局,通过编程实现码垛机器人的运动仿真。经综合调试,系统工作稳定、可靠,对现阶段码垛机器人的设计与仿真有一定借鉴意义。     

煤矿井下作业人员实时安全状态监测系统设计

井下作业人员安全状态依托计算机无线网络监控系统的开发,主要包括传输协议的选择、数据库程序的调用、数据显示和自动化实现等步骤。通过TD-SCDMA协议实现快速通信传输,还可以传输语音和数据文件,选择TD-SCDMA协议作为无线传感器网络的传输协议。在MATLAB仿真软件的基础上,开发了Java Script程序,实现了无线传感器网络技术的安全监督自动化过程。 最后,以井下人体安全姿态检测为例,利用VC++软件对人体状态监测程序进行了数值模拟实验。 通过软件窗口显示矿井安全异常时得到的人体状态的异常监测曲线,为矿井人员安全和正常工作提供了保障。     

基于红外遥感信息的煤矿车辆 异常行为检测研究

为了提升煤矿车辆异常行为检测水平,设计了基于红外遥感信息的煤矿车辆异常行为检测方法。该方法引入清晰度权重以及拉伸系数实现红外遥感图像中目标煤矿车辆部位的局部增强,利用均值漂移算法跟踪增强后的红外遥感图像中目标煤矿车辆,依据煤矿车辆跟踪结果提取煤矿车辆运动方向、运动速度以及运动方向3项异常行为检测参数,采用加权融合方法处理煤矿车辆异常行为检测参数的状态函数,融合结果高于所设定阈值时,煤矿车辆存在异常行为,否则煤矿车辆为正常行驶状态。实验结果表明,该方法可利用煤矿车辆位置、车辆行驶速度以及车辆方向变化检测煤矿车辆异常行为,具有较高的应用性。     

基于DSP的整流器SPWM调制方法优化设计与实现

针对整流器调制过程易产生谐波干扰和非线性等问题,提出了一种DSP控制下SPWM调制的优化设计方法,以TMS320F2812型DSP为主控制器,对交流电压电流调理电路、直流电压调理电路、负载电流调理电路进行了设计、分析与计算,在DSP定时器周期中断下对电压、电流信号进行采样,将采样值优化后作为调制波采样时刻值,带入比较寄存器关系式中来改变比较寄存器的值,从而改变脉冲信号的占空比,通过Modbus协议以MCGS触摸屏下发调制度M,改变SPWM波形,并对电压信号进行显示。对系统进行了仿真和实验,结果表明系统输出信号正常、可靠,具有较强的稳定性和抗扰性。     

矿用绞车排绳装置的结构优化

绞车作为基本的传送装置,普遍应用于生产生活中,尤其在煤矿辅助运输中。其主要排绳机构在工作中存在咬绳、排绳换向等严重安全问题,提出一种利用惰轮、摩擦片离合器以及液压换向系统组成的排绳装置;此装置结构简单、精确度高,可有效防止因换向不可靠以及其他结构的不足,从而避免钢丝绳在卷筒上排绳混乱、缩短钢丝绳寿命现象的发生,有效保证了绞车安全工作效率。     

基于HMM和BP神经网络组合模型的用水行为识别

在当前水资源短缺以及用水量不断增加的背景下,识别农村居民用水行为,对于农村地区居民用水安全和管理、缓解水资源短缺具有重要的意义。为此,提出了一种隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)和BP神经网络(Back Propagation,BP)相结合的组合模型,模型综合了BP网络优秀的分类识别能力和HMM强大的时域建模能力的优点。该模型首先为居民用水行为的6个事件分别建立1个HMM,然后计算各个模型的最佳状态的输出概率,再将此概率和期望输出共同训练BP神经网络,最后选取测试数据和已建立的组合模型进行匹配,得到识别结果。研究结果表明:该组合模型在用水行为识别准确度上比单独应用HMM模型高8. 78%,比单独应用BP神经网络高8. 92%,具有一定的应用价值。     

农村居民用水行为的识别方法

实时准确地识别居民用水行为对制定有效的家庭用水需求管理策略、提高用水安全、改善当前水基础设施的规划和管理有重要的研究意义。针对每个用水事件的流量特点,通过分析几种典型的居民用水行为,提出了两种居民用水行为识别方法。分别利用HMM和BP神经网络建立不同类型居民用水行为的识别模型,对居民用水行为进行实时而有效的识别。这两种方法首先从训练集合中提取不同用水行为的流量特征、并建立该行为的参考模型,然后从测试集合中提取用水行为的流量特征和已设置的参考模型进行匹配,得出识别结果,最后对两种识别方法的结果进行了对比分析。可以得出两个结论:在不同流量模式用水事件下,HMM模型比BP神经网络的识别准确度高6%左右;在相似流量模式用水事件下,BP神经网络比HMM模型的识别准确度高约6%。     

超细HMX的真空冷冻干燥工艺优化及性能表征

为改善超细硝胺类炸药浆料的干燥效果,采用单因素实验法和响应面实验设计法,综合分析了真空度、浆料厚度以及分散液中乙醇与水的质量比等主要工艺参数对超细HMX浆料干燥过程的影响规律,建立了超细HMX的最佳干燥曲线拟合模型,获得了最优干燥工艺参数。同时,结合实验进行验证,并采用扫描电子显微镜（SEM）和撞击感度仪分别对干燥前、后超细HMX的微观形貌及安全性能进行了测试、分析。结果表明:超细HMX浆料的干燥速率随真空度的增加先增大后减小,随浆料厚度的增加先减小后增大,随乙醇与水的质量比的增加而增大;超细HMX浆料真空冷冻干燥的优化工艺为:浆料厚度7 mm、真空度50 Pa、乙醇与水质量比0.4;工艺优化后的超细HMX颗粒分散性好,无团聚,安全性不变。     

基于机器学习算法的煤矿汽车机械设备故障诊断模型

研究基于机器学习算法的煤矿汽车机械设备故障诊断模型,提升故障诊断抗干扰能力,有效保障煤矿汽车机械设备安全稳定运行。采用判别结构描述功能较强、拥有全局资源描述功能的、基于低秩鉴别投影的特征提取算法,提取衡量煤矿汽车机械设备故障时域特征和时频特征的最优投影矩阵的列向量;设计了墨西哥草帽函数改进ART神经网络学习算法,并逐渐削弱幂函数,改善收敛、聚类效果,将最优投影矩阵的列向量作为改进ART神经网络的输入,经过两阶段学习训练后,实现了对煤矿机械设备的故障诊断。实验结果也验证了该模型的泛化错误少、识别率可达96%,故障诊断精度高且拥有较好的抗噪声能力。     

煤矿水资源循环利用模式分析

妥善处理煤矿污水能够提高矿井水资源的利用率,针对煤矿的水资源循环利用模式展开分析。首先,对矿井水、煤矿灰岩水、矿区生活污水的现状展开详细分析,总结了矿井水源日渐枯竭的主要因素;然后,在矿井水资源采样的基础上,统计水样中的离子含量并分析水质特征。基于特征提取结果,从矿井水混凝沉淀处理回用、矿区生活污水生物处理、洗煤厂水体悬浮固体处理3个角度,对矿井水体实行处理,再利用循环水池实现水体回用,达到提升矿井水资源利用率的目的。