综采工作面放顶煤自动控制系统

针对现有放顶煤工作面采用人工操作方式放煤存在随机性强、放煤效率低等问题,设计了综采工作面放顶煤自动控制系统。该系统采用煤矸识别传感器采集、分析、处理煤块和矸石撞击支架尾梁产生的振动信号,以判断煤块和矸石的下落状态,并将处理结果通过ZigBee无线收发装置发送给支架控制器,支架控制器依据检测结果自动控制放煤支架动作,从而实现放煤过程的自动控制。     

综放工作面智能放煤工艺研究及应用

传统的放顶煤控制主要依靠人工放煤控制,采用单轮顺序放煤。配有电液控制系统的工作面主要采用程序控制与人工补放结合的双轮顺序放煤方式,如果放煤控制实施不充分,会大幅降低煤炭采出率,如果放煤过程中掺有大量矸石,会降低煤炭的开采质量。针对上述问题,研究了综放工作面智能放煤工艺。分析了综放工作面自动化放煤工艺流程,指出要实现智能放煤工艺,需要在自动化放煤工艺的基础上,对综放工作面采煤机、液压支架、刮板输送机等设备进行智能升级,即在综放支架上安装音视频监视系统,监测是否有大块煤堵住放煤口、影响顶煤放出等异常情况;在后部刮板输送机安装电动机电流监测系统,实现放落煤流的自动控制,同时具备人工干预功能,即补放和停放功能;在带式输送机机尾处安装灰分检测系统对灰分是否增多进行在线分析;在综放支架上安装基于振动传感器的煤矸识别装置,根据振动传感器数据分辨矸石下落量,辨识是否有严重混矸情况。结合智能放煤工艺流程,为王家岭煤矿12309综放工作面定制了智能放煤方案:基于自动化顺序放煤与间隔放煤工艺、振动信号的煤矸识别控制和人工放落煤流控制技术实现该工作面智能化放煤,实际应用结果验证了智能放煤工艺的有效性。     

综放工作面煤矸自动识别系统设计及应用

提出了一种基于振动信号的综放工作面煤矸自动识别系统,介绍了系统结构及工作原理,重点阐述了煤矸识别设备的软、硬件设计方案及煤矸识别算法。该系统由煤矸识别设备依据煤与矸石跌落到液压支架上时的振动信号不同来辨识煤矸,液压支架电液控制器根据辨识结果控制液压支架动作。该系统在某煤矿进行了煤矸的可辨识性和自动放煤过程的可控性测试,并已应用于部分煤矿,效果较好。     

用于煤矸识别的振动传感器设计

目前自动化放顶煤开采煤矸识别技术中,伽马射线成本太高且对人体有害;红外技术受环境温度影响较大;雷达探测在煤层较厚时信号衰减严重;声音技术成本低、难度小,但受外界声音信号干扰严重;图像技术在煤矸颜色差别大时有效,但受粉尘、光线因素影响较大;振动技术具有声音技术的优点,同时又可以避免环境噪声干扰,具有较高的检测精度。顶煤和矸石的性能有所不同,落到液压支架尾梁上时产生的振动信号也表现出不同的特征。针对该特征,设计了一种振动传感器,该传感器安装在液压支架尾梁的腹板处,对顶煤或矸石砸到液压支架上产生的振动信号进行感知,通过信号处理和分析辨识出放煤过程中的煤块和矸石。该传感器利用加速度计采集尾梁振动信号,并对采集数据进行前端滤波处理;利用傅里叶变换对数据进行功率谱分析,得到单位时间内的最大振动频率、幅值及功率谱能量。实验室测试结果表明,该传感器测量误差在1%以内。井下测试结果表明,振动传感器采集的信号大部分是煤块落下时的振动信号,其频率范围为100～200Hz,而矸石落下时的振动信号频率在200 Hz以上,根据振动信号特征能够识别出顶煤和矸石。     

综采放顶煤工作面自动放煤控制系统研究

针对综采放顶煤工作面人工放煤方式生产效率低的问题,研究了一种自动放煤控制系统。在液压支架上安装声波传感器、振动传感器和灰分传感器,通过人工示范操作和机器学习记忆传感器信号,确定放煤过程结束时传感器信号特征波形,比对采集的振动感知信号、声音感知信号与特征信号的相似度;通过灰分传感器有效辨识采出顶煤的含矸率;根据相似度和含矸率作出预警或直接控制。该系统实现了以传感器感知控制为主、时间控制为保护值、地面调度室远程干预控制为辅的自动化放煤控制,提高了综采放顶煤工作面的自动化水平和生产效率。     

基于小波和独立分量分析的煤矸界面识别

为了解决综采工作面放顶煤开采过程中煤矸界面识别问题,给出了一种基于小波去噪和独立分量分析相结合的煤矸放落声信号特征提取算法.利用小波分析对传声器实时采集的声信号进行降噪处理,提高信噪比.利用独立分量分析方法片煤矸混合声信号进行盲源分离,分别提取出煤和矸石的独立声谱特征信号.选取该信号的统计特征值作为神经网络分类器的输入...     

基于模糊深度Q网络的放煤智能决策方法

在综放工作面放煤过程中,由于煤尘和降尘水雾对工作人员视线的影响,人工控制放煤存在过放、欠放问题。针对该问题,将液压支架尾梁看作智能体,把放煤过程抽象为马尔可夫最优决策,利用深度Q网络（DQN）对放煤口动作进行决策。然而DQN算法中存在过估计问题,因此提出了一种模糊深度Q网络（FDQN）算法,并应用于放煤智能决策。利用放煤过程中煤层状态的模糊特征构建模糊控制系统,以煤层状态中的煤炭数量和煤矸比例作为模糊控制系统的输入,并将模糊控制系统的输出动作代替DQN算法采用max操作选取目标网络输出Q值的动作,从而提高智能体的在线学习速率和增加放煤动作奖赏值。搭建综放工作面放煤模型,对分别基于DQN算法、双深度Q网络（DDQN）算法、FDQN算法的放煤工艺进行三维数值仿真,结果表明：FDQN算法的收敛速度最快,相对于DQN算法提高了31.6%,增加了智能体的在线学习速率;综合煤矸分界线直线度、尾梁上方余煤和放出体中的矸石数量3个方面,基于FDQN算法的放煤效果最好;基于FDQN算法的采出率最高、含矸率最低,相比基于DQN算法、DDQN算法的采出率分别提高了2.8%,0.7%,含矸率分别降低了2.1%...     

基于Q-learning模型的智能化放顶煤控制策略

传统的综放工作面放顶煤控制存在顶煤采出率低、出煤含矸率高等问题,而现有智能决策方法又存在建模困难、学习样本难以获取等障碍。针对上述问题,在液压支架放煤口动作决策过程中引入强化学习思想,提出一种基于Q-learning模型的智能化放顶煤控制策略。以最大化放煤效益为主要目标,结合顶煤放出体实时状态特征及顶煤动态赋存状态,采用基于Q-learning的放顶煤动态决策算法,在线生成多放煤口实时动作策略,优化多放煤口群组协同放煤过程,合理平衡顶煤采出率、出煤含矸率的关系。仿真和对比分析结果表明,该控制策略的顶煤平均采出率为91.24%,比传统"见矸关窗"的放煤方法提高约15.8%;平均全局奖赏值为685,比传统放煤方法提高约11.2%。该控制策略可显著减少混矸、夹矸等现象对放煤过程的影响,提高顶煤放出效益,减少煤炭资源浪费。     

基于奇异性的语音端点检测方法

噪声信号对于语音信号是相对奇异的.小波变换是分析信号奇异性的有利工具.在利用小波对含噪语音进行分析研究的基础上,提出了一种新的端点检测方法.该算法利用了基于信号奇异性的统计特征和高低频能量比特征.实验结果表明,在低信噪比的情况下,该算法依然能有效地进行语音分割.     

基于加速度计的顶煤运移时间测量系统

多轮顺序记忆放煤工艺能够改善综采工作面的顶煤采出率和含矸率,但在现场应用中需要对每一轮放煤时间进行精确测定与控制。基于顶煤运移跟踪仪的自动化放煤技术在实际应用中顶煤运移跟踪仪仅作为标志点安置于顶煤中,无法获得更多的顶煤运移信息。针对上述问题,基于顶煤运移跟踪仪,设计了一种基于加速度计的顶煤运移时间测量系统,该系统包括标签、采集器及中心计算机3个部分。标签放置于顶煤内部,放煤过程中跟随顶煤运动,通过内置的加速度计实时采集比力值数据,并调用时间测量算法,实现顶煤运移情况监测,进而确定不同放煤阶段,计算得出不同阶段的顶煤运移时间信息;当标签从放煤口放出后,与刮板输送带产生碰撞,通过射频信号将顶煤运移时间信息向外发送给采集器,通过现场总线进一步传输至中心计算机,指导综采工作面现场实现多轮顺序放煤。详细介绍了顶煤运移时间测量标签的软硬件设计,实现了比力值实时采集、无线信号传输、数据存储等功能;搭建了以3D转台为核心,Gauss-Newton方法为标定算法的标定平台,完成了加速度计的标定工作,标定后的加速度计能够准确采集顶煤运移时间测量标签的比力值;根据顶煤在放煤过程中的运移特点,提出了基于阈值的...     

Effective solution of certain problems of theory of schedulings of nets

Cybernetics and Systems Analysis -     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

制造型企业仓储物流管理的RFID应用——卷烟厂按垛出库及到货扫描系统初探

针对国家烟草管理的现状,有关主管部门在全国推行“行业卷烟生产经营决策管理系统工程”,利用条码等自动识别技术手段实时掌握全国的生产经营信息。但某卷烟厂此前的物流环节已经是“件烟成垛”运输,如何在尽可能保持原有企业管理体系的前提下,达到有关部门的数据统计要求,解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题成为技改的核心。该项目成功的将条码识别与射频识别有机结合起来,为烟草行业信息化提供了生动的应用案例。     

煤矿多功能物联网读写器的设计

介绍了物联网的概念和结构组成,分析了物联网在煤矿中的具体应用,详细介绍了一种具有煤矿特色的多功能物联网读写器的设计与实现。该读写器应用在物联网的感知层,能够进行物体识别和各类物理信号与环境参数的传送,为煤矿应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案。     

机械臂绝对定位精度测量

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量.     

变电站一次设备喷涂PRTV用量的分析

对国网宁夏电力检修公司宁安运维站近2年来一次设备喷涂PRTV用量的统计数据进行分析整理,得出各类一次设备按照标准要求喷涂PRTV时的用量估算值,并针对现存作业中存在的问题,提出相应解决方案。