一种高精度超声波测距系统的研制

介绍了超声波测距的原理.分析了超声波测距产生误差的主要原因。提出通过温度测量修正超声波传播速度,应用双比较器整形结合软件准确确定回波前沿以提高空气中超声波测距精度的方法。在此基础上,设计了相应的超声波测距系统电路和软件。实验表明,该测距系统测量精度高,电路简单。     

超声波在破碎机颚腔宽度检测中的应用研究

设计了一种基于AT89S51单片机的超声波测距系统。该系统主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块等4个模块构成。利用51单片机系统的I/O口,使超声波传感器发出40kHz的超声波,反射回来的超声波信号再经过放大和整形电路进入单片机,比较调试后确定其对应的距离,完成测距。该系统可实现3m内测距,并具有LED显示功能。     

基于超声波的测距系统量程提升研究与实验

针对如何提升超声波测距量程,基于超声波测距渡越时间法原理,建立了超声波传播中遇障反射回波的强度模型并通过实验验证,提出了超声波传感器最优激励信号确定方法与激励信号最优参数测定试验;以T/R40-16压电式收发分离超声波传感器为例,将模型分析与实验得出的优化输入到原来的测距系统中,实验对比结果表明,在不提高系统硬件成本前提下,测距装置量程由原来的30~200 cm提升到30~550 cm,为基于压电式超声波传感器的大量程超声波测距系统的研究提供借鉴与思路。     

基于单片机的超声波测距系统设计

基于超声波测距原理,介绍了以单片机AT89S52为核心器件的超声波测距系统的设计。硬件包括超声波收发模块,显示、键盘及报警电路等部分。软件采用C语言编程,主要由主程序、显示数据转换子程序及键盘扫描子程序等部分组成。给出了实验数据、误差分析,以及提高测距精度的建议。该测距系统硬件电路简单,系统调试方便,可用于机器人避障、倒车雷达等场合。     

智能电动小车超声波测距定位系统的设计

分析研究了超声波测距的原理,设计了一款基于STC89C52RC的带有温度补偿和显示功能的超声波测距系统,并对该系统的硬件组成和软件控制流程中的关键点进行了详细阐述。实测证明,系统具有较高的测量精度和较强的适应性。     

基于小波变换的机器人超声波测距误差补偿研究

论述了超声波在井下钻孔机器人避障系统中的局限性,讨论了超声波声速随复杂环境的变化给避障系统所带来的误差,提出了基于小波变换的广义自相关渡越时间估计方法。采用小波变换对输入信号进行了白化滤波,实现了在复杂的强干扰环境下实时测量超声传播速度的目的,提高了超声测距的精度。实测结果表明:在5 m测距范围内测距相对误差被控制在1%以内。     

超声波传感器在矿山救援机器人中的应用研究

矿山救援机器人必须通过自身的敏感器件实时地获取其所处环境中的障碍物信息来规划其移动路径,这对敏感器件的测量精度提出很高要求。超声波传感器作为测距的主要敏感器件,在研究超声波测距原理的基础上,分析可能引起测量误差的原因,针对不同原因,分别给出了可行的消除方法,使超声波测距传感器系统整体可以达到很高的精度,能够为矿山救援机器人提供准确和可靠的障碍物信息。     

煤矿井下抗干扰型超声波测距系统设计

针对井下超声波传感器在使用中受环境因素影响大,抗干扰能力差等缺陷,设计了一种基于CC2530的超声波测距系统。该系统基于序列匹配原理,采用分体式设计,改进了接收电路,有效降低了超声波传播过程中的能量损耗,提高了抗干扰能力和准确性。     

超声波测距

介绍一种以单片机为中央控制处理器、以超声波传感器及其外围电路作为超声波发射和接收装置的超声波测距系统。该系统具备数据显示、数据存储、语音播报及超限报警功能,应用温度传感器采集现场温度信号,提供给单片机进行温度补偿,修正声速,因此提高了系统测量精度和稳定性。     

超声波明渠流量计在井下排水监测系统中的应用

提出由帕歇尔槽和超声波液位计组成的超声波明渠流量计。设计了一体化的、结合基于超声波发送接收的测距模块、低功耗MSP430系列单片机的控制模块和RS485通信协议的通信模块的超声波液位计,并实现明渠流量计在井下排水监测系统中的应用。     

图论理论在矿井瓦斯抽放系统优化中的应用

为了提高矿井瓦斯抽放系统的效率和可靠性,根据图论理论和矿井瓦斯抽放系统的关系,采用图论的理论和方法来表示抽放系统图,计算了瓦斯抽放系统各管路阻力,简化了矿井瓦斯抽放系统并建立了抽放系统网络图,解决了抽放系统局部阻力过大等问题.研究结果表明:抽放系统改造后,抽放阻力分布均匀,增加了矿井瓦斯抽放量,提高了矿井安全性,也为瓦斯利用奠定了坚实的基础,从而形成一个"以抽保用、以用促抽、安全生产"的良性循环,更好地实现了瓦斯综合治理.     

输送带断裂自动报警系统的设计与实现

针对强力输送带由于多种原因容易发生断裂事故,设计了输送带断裂自动报警系统。介绍了该系统的工作原理、硬件系统的构成、测量和控制的软件系统等,经实践证明该系统设计合理、性能稳定可靠、抗干扰性强、便于安装维护、效益明显,具有一定的推广价值。     

弱电网下矿井提升机变频调速系统稳定性控制策略研究

变频调速系统在现代矿业生产中应用广泛,然而实际生产中发现配电变压器容量会影响到调速系统的稳定性。首先建立了变频器的输出阻抗模型,将变频器控制系统等效成诺顿电路,根据阻抗稳定性判据分析了配电变压器容量对调速系统稳定性的影响,针对传统控制策略下变频调速系统对弱电网适应能力较低的问题,提出了陷波反馈控制策略,该策略可保证系统在弱电网下依然能够稳定运行。最后搭建了双变频器实验系统,实验结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

尾矿库安全在线监测系统供电技术研究

针对目前尾矿库安全在线监测系统供电条件恶劣、频繁断电等问题,开发了具备高可靠性、适应矿山恶劣环境的不间断智能供电技术与装置。在突然断电情况下,系统会自动无缝切换到智能供电装置供电,同时设计了风光互补冗余供电系统,保障监测系统不断电、监测数据不丢失。实验证明,智能供电装置是尾矿库安全在线监测系统稳定运行的可靠保障。     

常村煤矿避难硐室供氧系统研究与应用

为完成常村煤矿避难硐室供氧系统的构建,通过理论分析,确定常村煤矿避难硐室“多级供氧系统”的研究内容及地面钻孔、井下压风和生氧净化器3种供氧系统的工作原理;根据温度平衡原理,计算压风系统的供风量为300 L/min;根据人均需氧量及空间影响函数,计算生氧净化器系统96 h,100人的总供氧量为484 m 3;根据人均排放二氧化碳情况,计算生氧净化器系统去除二氧化碳所需进风量为468 m 3 /h;通过净化器药剂压损试验,测得药剂压损随着风速的增加而增大,且当风速大于5 m/s时,压损增加较快;通过打压试验,测定常村煤矿避难硐室进、回风系统可保证硐室内160 Pa正压;研究结论可为避难硐室供氧系统的构建提供科学依据和试验数据。     

高精度矿区地表沉陷远程监测系统构建与应用

针对目前矿区地表沉陷监测方法普遍存在监测精度不高、无法实现实时监测的问题,采用振弦式静力水准仪作为传感器、GPRS(General packet radio service)无线传输技术作为数据传输手段,构建了一套高精度矿区地表沉陷监测系统。详细介绍了该系统的基本架构及工作流程,并进行了长时间的性能测试,认为该系统可以实现实时监测,稳定性较好。将该系统应用于山西某煤矿进行了为期9 d(2017年4月2日~2017年4月10日)的开采沉陷监测试验,研究表明:系统监测值与相应的精密水准测量数据的最大误差仅为0.425 mm,明显优于GPS 5 mm的监测精度,可见该系统的开采沉陷监测精度较高,有一定的实用价值。     

基于倒立摆系统的最优控制理论研究

通过状态空间表达式的推导,从数学模型中倒立摆系统的建立,来研究探讨其系统的能观性、稳定性和能控性,并利用线性二次型最优调节器(LQR)对倒立摆系统进行控制。MATLAB仿真结构表明,使用LQR控制方法对系统进行控制,能满足系统稳定性、鲁棒性要求。     

基于Android操作系统的数字矿山信息管理系统开发与应用

针对目前矿山信息管理系统的局限性,利用互联网和物联网技术,基于Android操作系统开发了数字矿山信息管理APP系统。该系统可实现安全指标实时监测、人员分布智能查询以及对特殊工作面进行视频监控等功能,可实时监控矿井生产状态并通过4G高速网络呈现在APP界面上,可为井下险情排除及人员救护提供可靠依据。详细分析了该系统的软硬件构成以及安全监测、人员分布、视频监控等功能模块的程序设计流程与实现逻辑,并将该系统应用于河南平顶山某煤矿,进行了长达8 d的性能测试和89 d的实际应用。结果表明:该系统功能设计可满足矿山生产需求,有较好的实用价值。     

基于虚拟现实技术的露天矿生产技术模拟培训系统

露天矿生产效率的高低，很大程度上取决于现场技术人员及操作工人的素质高低。文中结合我国矿山的实际情况，提出将虚拟现实技术应用于露天矿生产技术培训，模拟出真实的生产场景，再结合专家系统技术，使技术人员和操作工人在虚拟学习环境中反复实践技术要领，提高技术水平。     

基于尖点突变理论的矿房间矿柱的稳定性分析

为了便于分析,对矿房矿柱系统进行了简化,简化后变为固支梁-矿柱力学系统,同时建立了它们的力学模型。根据力学系统的本构关系,确立了尖点突变理论模型。通过分析表明矿柱失稳只跟矿房矿柱自身的内部条件有关,而与外界的作用无关。同时还研究了矿柱突跳失稳的释能机制,研究表明,失稳所释放的能量也仅跟矿房矿柱系统自身有关。最终得出结论,合理优化矿房矿柱自身系统的力学-几何特性参数,破坏产生矿柱突变失稳的充要条件,是控制矿柱稳定性、保证安全生产的有效手段。