基于DDPG算法的混动铲运机能量管理策略研究

目前混合动力铲运机能量管理策略通常为基于规则的策略,为了进一步优化铲运机的燃油经济性与系统能量稳定性,首次将深度确定性策略梯度(DDPG)算法应用于混合动力铲运机的能量管理策略,针对铲运机高频率循环、短时大功率输出的特点,协调控制系统能量流动,满足整车功率需求的同时,对发动机的工作区域进行“削峰填谷”,在减少油耗的同时保持超级电容SOC的控制目标下,设计奖励函数。利用基于DDPG算法的能量管理策略在铲运机不同循环工况下进行了仿真实验。结果表明,相比于传统的基于规则的能量管理策略,利用基于DDPG算法的能量管理策略,在两种工况下节油效果分别达到了8.36%与8.41%,同时更充分地利用到了超级电容的能量缓冲作用。     

地下铲运机自动铲取最优轨迹的研究

建立了地下铲运机工作装置的机械手模型系统,通过对铲装过程中作用在机械手末端执行器--铲斗切削边缘的作用力分析及轨迹分析,找到了最小能耗铲取轨迹。但在实际工况中铲斗的运行轨迹与理想状态是有距离的。因此采用了一种智能减阻插入铲取的方法,在最小能耗轨迹的基础上尝试通过智能减阻插入铲取的方法对铲取轨迹进行寻优。通过运动学仿真,铲斗跟随优化后的轨迹进行工作,铲斗所受阻力更小,系统消耗能量更小,生产效率更高,并进一步提高了基于地下铲运机无人驾驶的智能化水平。     

基于虚拟样机的6立方地下铲运机工况研究*

工况分析是车辆总体设计的重要依据,运用ADAMS和 Automation studio软件建立铲运机虚拟样机模型并进行仿真,得到了以功率为特征变量的铲运机循环工况。通过分析可知,6m3地下铲运机峰值功率248.6kW,占总时间的13.7%,循环工况的平均功率仅为峰值功率33%。研究结果为动力系统的匹配设计提供依据。     

地下电动矿用铲运机能量管理控制策略研究

针对地下电动矿用铲运机动力传动系统,分析了系统在不同模式下的工作特性并提出了相应的能量管理方案;基于发动机规则控制策略,在Matlab软件中进行了仿真研究。表明,地下电动矿用铲运机动力源电池组SOC很好地印证了所提出控制策略的有效性,发动机与电机的运行模式从侧面加强了能量管理的合理性。     

基于虚拟样机的6m~3地下铲运机工况研究

工况分析是车辆总体设计的重要依据,运用ADAMS和Automation studio软件建立铲运机虚拟样机模型并进行仿真,得到了以功率为特征变量的铲运机循环工况。通过分析可知,6m3地下铲运机峰值功率248.6kW,占总时间的13.7%,循环工况的平均功率仅为峰值功率33%。研究结果为动力系统的匹配设计提供依据。     

考虑能量回收的露天矿新能源卡车路径规划

随着我国能源结构的调整和低碳政策的实施,新能源卡车已成为露天矿运输的装备之一。但新能源卡车的电池能耗大,合理规划路径从而减少能耗始终是露天矿运输中的问题所在。通过对卡车行驶中电池能耗与回收的分析,综合考虑卡车速度、卡车载重、坡度和道路等级4个影响因素,建立以能耗最小为目标的露天矿能量优化模型;同时为减少里程焦虑问题,将车载剩余能量、充电站位置因素纳入到问题模型中。然后提出了一种基于角度的双向搜索策略改进A^*算法(IA^*)。最后通过仿真实验证明,建立的能量优化模型针对里程焦虑问题,得到了能耗最小的可行路径,更能反映真实露天矿环境下新能源卡车的运输情况,验证了所提方法的实用性。     

地下水地源热泵系统地下能量变化数值模拟研究

地下水地源热泵系统运行时将地上的能量注入地下,这个能量在地下运移扩散的过程和路径非常复杂,它与岩土体特征、地下水的流动状态、空调系统运行过程等密切相关。采用有限元分析方法建立地温变化数值模型,在平面和剖面上模拟地下温度场变化,反映出地下能量的变化和运移特征。模型优化后可以为同类项目前期论证、工程设计、系统高效运行管理和监测提供技术支撑。     

地下铲运机整机结构强度分析及实验研究

建立了地下铲运机整机结构有限元模型,提出铰销、油缸、轮胎及边界条件的模拟方法。进行了ACY-2型地下铲运机整机结构强度实验,验证了整机有限元模型的正确性。同时根据此模型对3种工况下铲运机的结构强度进行了分析。结果表明,铲斗插入料堆正常作业的牵引工况下,铲运机结构满足强度要求;而后轮离地和前轮离地两种极限工况是危险工况。     

地下铲运机铲斗工作机构液压系统计算与仿真分析

本文以某大型地下铲运机铲斗工作机构为研究对象,对铲运机工作过程中铲斗工作机构的典型工况进行受力分析,得到了典型工况下举升力大小,从而计算出举升油缸、转斗油缸和液压工作泵的具体参数,完成了液压元件的选型,为液压系统的设计优化提供理论参考。又通过仿真软件对铲斗工作机构的液压系统进行仿真分析,完成了液压系统的优化,验证了理论计算分析的准确性,为后续大型地下铲运机的研制提供了理论参考和技术支持。     

基于STM32无线距离监测系统的设计研究

设计了一种矿用高精度的无线距离检测系统,该检测系统基于STM32丰富的资源,介绍了系统的2种工作模式的原理和相关组成电路原理图,与传统51单片机相比,使用STM32内部温度传感器和ADC电路,可以减少外部附加电路的使用,在减少干扰和能耗的同时,增加了精度。最后对系统做了节能优化,使其在电池供电的情况下,延长续航时间,能够增加系统的使用范围,在实验室的测试表明,其精度和续航符合煤矿洗煤厂等企业的要求。     

Development of a Markov model for production performance optimisation. Application for semi-automatic and manual LHD machines in underground mines

This paper compares three ways to operate a load haul dump (LHD) machine, manual operation, automatic operation (fleet operation) and semi-automatic operation, to find the best operating mode. In a fault tree analysis, different failures are classified and analysed, but the way to recover from certain states is not accounted for, which is something a Markov model can handle. The paper is based on the analysis of real data from an underground mine. A Markov model has been built for mining application and it is shown that a semi-automatic LHD has the highest probability of being in a productive state since it has the advantage of changing operating modes (manual and automatic) depending on the need and situation. Hence, the semi-automatic LHD is the best choice from an operational point of view. The paper fills a gap in the literature on manual vs. automatically operated LHDs by providing a new way of evaluating the operating mode of LHDs using Markov modelling, while considering the operating environment.     

基于ADAMS的大型地下铲运机动力学仿真及试验研究

本文以某大型地下铲运机为研究对象,基于PROE三维设计软件完成了某大型地下铲运机新产品开发,利用ADAMS动力学仿真软件对开发的铲运机性能进行动力学仿真分析,获得了铲运机的转向曲线和刹车距离曲线,验证了模型的准确性。优化设计后完成研制,并进行了性能测试试验,试验结果验证了产品的安全性和可靠性。该方法极大的缩短了设计周期,提高了产品的性能,具有重要的研究意义和工程应用价值。     

国际镍公司铲运机自动化发展回顾

本文介绍了斯托比矿铲运机自动化技术的最新发展，对该矿的通讯系统以及利用该系统从地表遥控地下设备的能力作了回顾，重点介绍井下铲运机地表遥控操纵系统的开发。     

井下乳化炸药混装车传动系统的性能计算与分析

井下用乳化炸药混装车是一种自行式车辆,是井下开采作业的重要设备。本文首先阐述井下乳化炸药混装车底盘传动系统的组成以及性能特点,在分析发动机和变矩器原始性能的基础上,通过曲线拟合,分别得到典型工况下二者的共同工作特性;然后详细计算出典型工况下炸药车的各种牵引性能参数;最后对混装车牵引性能进行综合分析。计算结果表明,混装车传动系统的牵引性能满足设计要求。     

铲运机换挡策略的初步研究

在矿山的地下开采中,铲运机发挥着巨大作用,但井下作业条件恶劣,铲运机需要频繁换挡,司机负担沉重。为减轻司机作业强度,对铲运机的自动变速系统开展研究十分必要。本文对几种已有的车辆的换挡策略进行了介绍和分析,选择了适合铲运机实际工况的综合换挡策略,对后续铲运机自动变速系统的研究提供了借鉴。     

TORO 007铲运机应用的延伸

在使用高效、无污染、低作业成本的电动铲运机的地下矿山,电动铲运机活动范围受限,转场问题表现突出。传统的转场方法,沿线需敷设电缆,过程复杂;而采用专用发电机组,投资大,成本高。TORO007本身作为一种高性能、高度机动的柴油铲运机,它同时又可用作电动铲运机的牵引车,使电铲转场变得十分容易。本文介绍了TORO007的主要设计思路以及作为牵引车需要解决的技术问题。同时展望了包括TORO007在内的TORO系列铲运机的市场前景。     

云南某铜矿SABC碎磨流程能耗分布规律及能量基准评价研究

提高碎磨流程能量利用效率是降低碳排放的重要途径,而碎磨能耗分布规律研究与能量基准评价是提高能量利用效率的前提和基础。某大型铜矿SABC碎磨流程能耗分布规律研究结果表明,碎磨全流程比能耗为19.59kWh/t,半自磨机、球磨机、顽石破碎机的比能耗分别占全流程比能耗的36.76%、55.75%及0.83%;球磨机运行功率接近安装功率的93.40%,是限制碎磨系统产能进一步提升的瓶颈。以原矿代表性样品单颗粒冲击破碎试验为基础,建立了矿石粉碎模型,通过能量基准评价方法计算出SABC碎磨全流程理论最低粉碎能耗为8.96 kWh/t,分别对SABC碎磨全流程、半自磨+振动筛+顽石破碎作业、球磨与分级作业进行了能量基准评价,得出能量效率因子（BEF值）分别为2.19、1.71和2.60,进一步明确了提升球磨分级作业能量利用效率的必要性。能量基准评价研究为碎磨流程能量利用效率提供了统一、定量的评价指标,为碎磨全流程产能提升与节能降耗指明了优化方向。