综采工作面虚拟现实监控系统设计

针对目前综采工作面自动化生产过程中视频监控图像效果差的问题,设计了综采工作面虚拟现实监控系统,详细介绍了系统功能设计、结构组成及系统实现的关键技术。该系统采用虚拟现实技术构建出了高仿真度的虚拟矿井作业场景,实现了综采工作面生产设备实时状态信息的采集、传输、显示、预警以及反向控制等功能,满足了综采工作面自动化生产监控的需求。     

基于时空转换法的正弦波光栅尺位移测量系统设计

光栅尺作为高精度位置测量仪器,其分辨率受制于超精密的空间刻划技术,测量精度急需通过电子学细分法来提高.为此,提出了"时空转换"的思想:借助于载波调制理论,引入了恒定的时空当量,将对空间位移的测量转换为对信号瞬时周期的测量.首先,进行了时空转换法的数学推导,探究了正弦波光栅尺位移的测定和移动方向的判别方法;然后,在DSP开发平台下,搭建出基于时空转换法的正弦波光栅尺位移测量系统;最后,从实验数据以及光栅信号的残余直流电平、幅值不均衡、相位不正交等方面进行了误差分析.实验表明:栅距为8 mm的正弦波光栅尺,在时空转换法下,平均测量误差为± 0.258 1μm ,兼顾了细分与辨向.     

选煤厂信息物理系统任务调度研究

建立了选煤厂信息物理系统模型,将动态联盟思想引入选煤厂信息物理系统任务调度中,并提出了一种基于改进离散粒子群优化算法的选煤厂信息物理系统任务调度算法。该算法首先采用离散粒子群优化算法进行全局寻优,然后采用禁忌搜索算法进行局部搜索,求得全局最优解。仿真结果表明,该算法提高了任务调度的收敛速度、精度以及处理器的平均利用率。     

基于磁耦合谐振的无线电能传输系统负载特性研究

为研究负载对无线电能传输系统传输性能的影响,建立了基于磁耦合谐振的无线电能传输系统的电路模型,利用电路耦合理论推导出在不同距离上为抑制频率分裂现象所需的最小负载以及当接收功率最大时的最佳匹配负载计算模型,且最佳匹配负载总是大于最小负载。仿真结果表明,对于不同的耦合系数,增大负载可以抑制频率分裂现象的出现;当接收功率达到最大值时,最佳匹配负载会因耦合系数的不同而改变,且总会有一个最佳匹配负载与之对应。这一结论为无线电能传输系统的负载选择提供了理论指导。     

基于分层光流的煤矿井下运动目标跟踪算法

针对煤矿井下视频序列高噪声、运动目标繁多、目标交错等特点,提出了一种基于分层光流法的矿井运动目标跟踪算法。首先对相邻两帧视频序列采用帧差法确定多个初始目标跟踪模版;然后采用SUSAN角点检测提取模版内的特征点;最后运用改进的分层光流法进行目标检测和跟踪,并在跟踪过程中对模版进行更新。该算法实现了煤矿井下多目标运动物体的稳定跟踪,并能解决目标部分遮挡问题。实验和仿真结果证实了该算法的有效性。     

探地雷达探测煤岩界面的方法与试验

介绍了探地雷达探测煤岩界面的原理,探讨了利用探地雷达技术进行煤岩界面探测的可行性与实用性,经理论分析,证明200MHz~1GHz的雷达天线可实现绝大多数的煤岩界面探测;采用LTD-2100探地雷达在郭庄煤矿进行了相关试验,结果表明,400 MHz雷达天线可实现气煤-砂岩界面的探测,且误差较小。     

基于改进粒子群优化算法的火电厂机组负荷分配

以坑口电厂厂级监控信息系统的机组负荷在线优化分配功能模块为应用背景,针对模块所运用的基本粒子群优化算法在优化过程中容易陷入局部收敛、收敛速度慢的缺点,提出一种基于惯性权重非线性减小策略的改进粒子群优化算法,使惯性权重呈对数减小;测试函数仿真结果表明,改进粒子群优化算法在收敛速度和寻优精度方面,优化性能均优于基本粒子群优化算法;通过MATLAB与Visual C++混合编程,开发了机组负荷在线优化分配功能模块,提高了算法的计算效率和工程应用价值。     

液压支架跟机自动化系统设计

针对目前液压支架电液控制系统自动化程度低的问题,设计了一种液压支架跟机自动化系统。该系统以采煤机牵引位置和方向为基准,根据预先设定的液压支架动作规则控制液压支架动作,使液压支架可跟随采煤机及时有序地进行带压移架和成组推溜操作。测试结果验证了该系统的可行性。     

有源电力滤波器的自抗扰控制研究

针对采用PI控制器控制有源电力滤波器时存在谐波或基波电流指令而无法实现无静差调节,且数字化后会进一步增大稳态误差,使有源电力滤波器的补偿性能降低的问题,提出一种有源电力滤波器的自抗扰控制策略。该策略利用自抗扰控制器的非线性跟踪-微分器和扩张状态观测器分别处理参考输入和输出,并选择适当的状态误差,实现了对滤波的自动、精确补偿。仿真和实验结果表明,有源电力滤波器采用自抗扰控制策略后具有很强的鲁棒性、稳定性和适应性,控制性能有较大改善。     

基于H.264的嵌入式Web网络视频监控系统设计

针对传统的视频压缩技术不适合在恶劣的网络环境下应用的问题,提出了一种基于H.264的远程视频监控系统的设计方案。该系统将嵌入式技术、网络技术和视频编码技术结合在一起,嵌入式系统中的摄像头采集到的视频信号经H.264标准编码压缩后,通过系统内置的Web服务器实时地传递给远程监控端,从而实现了远程监控端的浏览器与嵌入式Web服务器之间的互联通信。测试结果表明,该系统的视频压缩率高、图像清晰、实时性强。