液压支架电液控制系统的急停功能设计

针对现有电液控制系统抗干扰性能较差的问题,结合煤矿井下综采工作面特点,提出了一种基于C8051F020单片机的液压支架电液控制系统急停功能的设计方案,介绍了急停功能的实现过程。该方案在采煤工作面出现紧急情况时,操作急停按钮可使整个工作面上的所有液压支架立即停止动作,并不再响应任何操作指令;在危险情况排除后,操作解停按钮就可以使采煤工作面恢复正常工作。功能调试结果验证了该方案的可行性。     

液压支架电液控制系统软件在线升级方案设计

针对现有液压支架间架控制器与端头控制器的软件升级需要技术人员在井下对控制器逐一拆装操作,且耗时长、效率低的问题,提出了一种液压支架电液控制系统软件在线升级方案,详细介绍了液压支架电液控制系统组成、代码存储空间变化及在线升级的相关程序流程,并给出了实验数据及分析。该方案实现了对间架控制器和端头控制器的远程在线升级,升级过程简单方便,且升级速度快。     

液压支架电液控制系统自动化测试平台研制

针对现有液压支架电液控制系统功能测试方法存在实现成本高、测试效率低、无法自动记录测试数据的问题,同时为了便捷验证液压支架电液控制系统的控制逻辑对综采工作面工况的适应性,以SAC型液压支架电液控制系统为研究对象,研制了一种液压支架电液控制系统自动化测试平台。该测试平台采用测试管理平台协调多个检测装置协同执行测试用例,利用仿真技术模拟各种传感器数据的变化过程,利用多路通信网络实现测试数据的实时汇总,利用多路继电器切换实现多功能的复用,可以根据具体的综采工作面应用配套实现检测装置端口功能自动化配置和管理,实现了液压支架电液控制系统的单动功能测试、成组功能测试、自动跟机功能测试及综采工作面工况适应性测试的自动化,提高了测试效率和测试准确性,为研究综采工作面顶板垮落、底板凹凸等复杂工况下电液控制系统的自适应性提供了有效手段。     

智能工作面液压支架电液控制系统端头控制器设计

随着无人值守智能化综采工作面建设的不断推进,对液压支架电液控制系统的自动化控制功能提出了更高的技术要求。基于目前国内开发的电液控制技术在满足智能化生产技术要求方面,存在通信速率低、响应不及时和可靠性差等问题,开发了一种基于32位处理器的液压支架电液控制系统端头控制器,设计了基于工业以太网和CAN总线的端头控制器通信架构。根据无人值守智能化综采工作面具有智能感知、智能决策和自动控制的技术要求,在端头控制器中设计了参数巡检、参数修改、在线升级和跟机自动控制功能。为了应对智能化综采工作面对液压支架电液控制系统数据标准化、规范化的要求,端头控制器可以对液压支架电液控制系统产生的数据按照基于位号的数据编码标准进行编码。通过综采工作面“三机”实验平台进行实验,结果表明：端头控制器从发出巡检指令到接收到实验平台27台支架控制器的数据,整个过程用时1.8 s,比使用RS485通信实现参数巡检快1.5 s;端头控制器发送的升级程序大小为38 KiB,传输时间为1.2 s。经过测试,综采工作面所有支架控制器从接收升级命令到一起升级成功用时为4～6 s,达到了预期目标;端头控制器可以根据采煤机位置控制相应液...     

液压支架电液控制系统软件缺陷管理

针对液压支架电液控制系统软件缺陷问题,从软件测试方法入手,分析了液压支架电液控制系统软件结构特点,构建了软件缺陷管理框架,确定了软件测试方案,对软件缺陷进行了分类,设计了软件缺陷数据库的数据结构及软件缺陷管理流程,进而对软件缺陷进行分析。实践表明,通过液压支架电液控制系统软件缺陷管理,提高了软件质量和开发效率。     

液压支架电液控制系统透明通信网络系统设计

液压支架电液控制系统通信网络系统采用无主控制方式进行数据报送,数据生成时间、生成数量和报送时间存在不确定性,导致通信网络系统对用户来说就像一个"黑盒子"。针对该问题,提出了一种液压支架电液控制系统透明通信网络系统设计方案。该系统通过通信状态图了解设备的互联性能,通过流量视图了解设备通信资源的使用情况,通过故障视图了解设备通信资源的可用性能及其通信路由管道管理情况。该系统以直观、可视化的方式将液压支架电液控制系统通信网络的实时性能、故障视图等呈现给用户,使通信网络透明化,可以清晰地了解系统的运行状况,及时发现通信网络存在的问题。     

液压支架电液控制系统计算机集中控制和模拟实验研究

根据液压支架电液控制系统目前状况,提出了一种改进措施。论述了改进后的支架电液控制系统结构、工作原理、抗干扰措施及程序设计框图。     

基于CAN总线的液压支架电液控制系统的开发

针对煤层智能化开采程度低的问题,提出一种基于CAN总线的液压支架电液控制系统。在分析煤层采煤工艺的基础上设计了电液控制系统的硬件结构,并根据实际控制需求进行了软件设计。通过双CAN总线通信实验发现,控制系统可以实现远程对通信功能的控制,可提高液压支架电液控制的效率。     

刨煤机工作面液压支架电液控制系统

主要介绍了刨煤机工作面液压支架电液控制系统的工作原理及其特点,子控机和主控机的硬件组成及其功能,和采用CAN总线的系统通信。     

基于双RS485总线的液压支架运行状态监测系统开发

针对现有液压支架电液控制系统缺乏支架运行状态远程监测功能的问题,开发了一种基于双RS485总线的液压支架运行状态监测系统。该系统采用增强型RS485串口通信方式,数据传输速率达10Mbit/s;采用双RS485总线通信模式,可并行执行在线监测和远程控制任务;硬件电路设计采用光耦隔离电路、防高压侵入电路和故障保护电路等抗干扰措施,通过了GB/T 17626.5—1998中的浪涌(冲击)抗扰度试验。实验室及现场调试结果表明,该系统实现了液压支架运行状态的远程在线监测功能,实时性及抗干扰能力强。     

直驱式巷道超前支架油缸控制方法

考虑到传统的阀控液压系统存在伺服阀容易因受到油液污染而无法正常工作、阀控液压系统效率低、节流损失大、造成能源浪费等问题,研究一种基于伺服电机直驱液压泵的超前支架电液控制方法.伺服电机直驱液压泵系统由于电机的启动和转向过程中存在滞后性,因此使用常规PID算法的控制效果较差,使用模糊PID算法对伺服电机直驱液压泵系统进行控制.使用Matlab/Simulink仿真软件建立本文研究的直驱泵控巷道超前支架控制系统的仿真模型,并建立超前支架的实验样机,使用常规PID与模糊PID算法进行对比研究,研究结果表明:模糊PID算法作用下,伺服电机直驱液压泵的超前支架液压缸位置变化的超调量更低,调整速度更快,能够快速跟踪给定信号曲线,具有较好的鲁棒性.     

液压支护平台的异步自抗扰平衡控制

迈步式超前支护液压支架主要用于煤矿综掘迎头巷道的临时支护,其关键部件之一是支护平台.巷道底板难以保持水平等因素的影响,使得液压支护平台很难平衡,从而影响了巷道支护的快速性与有效性.为了保持液压支护平台的平衡性,本文提出了该平台的异步自抗扰平衡控制方法.首先,借鉴平台传统四缸同步控制方法,提出逐高双向异步控制方法,基于此方法得到每一立柱油缸位移解耦后的期望值;然后,根据立柱油缸位移控制系统特性,设计了自抗扰控制器,保证每一立柱油缸的位移在复杂工况下精确的达到期望值;最后,将所提方法应用于煤矿综掘巷道迈步式超前支护液压支架调平中,建立了基于MATLAB和AMESim的仿真系统.不同场景的仿真结果表明,液压支护平台在负载和倾角突变时,所提方法仍能很好的保持液压支护平台的平衡,且具有比传统PI控制以及GM(1, 1)灰色预测控制具有更优越的动态性能.     

电液制动系统液压力控制

电液制动系统(electro-hydraulic brake system,EHB)作为未来制动系统发展的重要方向,已受到广泛关注.本文基于一套自主设计的集成式电液制动系统(integrated electro-hydraulic brake system,I–EHB)系统进行研究,为确保其压力控制动态响应及精度,克服工作中存在的延迟及能量损失,设计了两种液压力控制方法,分别是基于田口方法优化的自适应PID控制和基于滑模变结构的补偿控制,并搭建台架对两种控制方法进行测试.通过对两种控制方法下系统响应的比较分析,发现滑模变结构补偿控制效果较好,系统响应快、稳态误差小、鲁棒性好,尤其在系统常用的低频及中高压阶段控制表现突出,验证了该方法的正确性和有效性,并为进一步探索提出了方向.     

电液伺服试验机力控系统负载刚度自适应控制

负载刚度的变化会导致电液伺服力控系统的控制特性发生改变,从而降低系统的稳定性与控制精度.本文以电液伺服万能试验机为研究对象,首先建立了考虑负载刚度的力控系统数学模型,分析了负载刚度的变化对控制特性的影响;其次设计了模型参考自适应(MRAC)控制器,并根据试验机力控系统的设计目标提出了一种具有最小拍响应特性且满足严格正实要求的参考模型;然后利用Simulink对最小拍参考模型MRAC控制器及PID控制器进行了仿真,并在自制的实验平台上采用两种不同刚度的试样分别进行了等速力加载实验,仿真及实验结果表明所设计的控制器能有效的抑制试样刚度的差异所引起的控制特性的变化,使电液伺服力控系统的响应具有良好的一致性.     

受汽车无人驾驶启发的液压支架智能协同控制

针对综采工作面液压支架控制精度低、协同性差、推移不齐等问题,借鉴汽车无人驾驶技术,提出了一种液压支架智能协同控制方法。将综采工作面每台液压支架看作是一辆“汽车”,该“汽车”靠移架动作向前行驶,靠底调、侧护板调整行驶方向,液压支架群组就像排成一排的“汽车”按照一定顺序前行,并保持排列队形。每台液压支架都有固定的目标行程,并受左右侧支架的位置约束,能够关注前方采煤机运行情况,兼顾邻架的状况,从而实现液压支架智能协同控制。该方法从液压支架精准推移控制、平行移架控制、护帮板控制、自动跟机闭环控制等方面探讨了液压支架智能协同控制,为解决综采工作面液压支架控制问题提供了一个思路。     

Extended sliding mode observer-based high-accuracy motion control for uncertain electro-hydraulic systems

In this paper, a novel robust backstepping control strategy is introduced to achieve high-accuracy tracking performance for electro-hydraulic servo systems (EHSSs) without velocity information in the presence of uncertainties and disturbances. Firstly, system dynamics of the studied EHSS considering parameter deviations, modeling errors, and unknown external loads which are grouped into lumped mismatched and matched disturbances in the mechanical system and pressure dynamics, respectively, are developed. On the basis of the sliding mode theory, two extended sliding mode observers (ESMOs) are originally established to simultaneously estimate the immeasurable angular velocity of the actuator, and lumped mismatched and matched uncertainties. As a consequence, an observer-based controller is designed using the conventional backstepping technique to ensure a highly accurate tracking position control. In addition, the stability of the observer and overall closed-loop control system is conclusively proven through the Lyapunov theory. Finally, several numerical simulations for an EHSS with a hydraulic rotary actuator are conducted to demonstrate the advantage of the recommended method compared to the existing well-known extended state observer-based control approaches.     

电缆拖挂单轨吊电液控制遥控系统设计

在现有电缆拖挂单轨吊电液控制系统基础上,通过增加遥控器和无线收发器,设计了一种电缆拖挂单轨吊电液控制遥控系统,介绍了该系统的组成、遥控器和无线收发器的硬件设计、系统软件设计及遥控器的具体操作方式。该系统具有原电缆拖挂单轨吊电液控制系统的功能,并可通过操作遥控器实现安全距离内的电缆拖挂单轨吊远程控制。现场应用验证了该系统的稳定性及可靠性。     

具有输入饱和的电液伺服位置系统自适应动态面控制

针对具有非线性、参数不确定性及输入饱和问题的电液伺服位置系统,提出了一种自适应动态面控制器的设计方法.该方法充分考虑饱和特性,利用双曲正切函数和辅助控制信号对系统非线性模型进行等价变换,进而采用动态面方法设计抗饱和控制器.设计过程中引入Nussbaum函数,以补偿输入饱和引起的非线性项.通过构造合适的Lyapunov函数,证明闭环系统的所有信号一致最终有界.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的跟踪效果,并有效地削弱了输入饱和对系统造成的不良影响.