带式输送机永磁驱动系统自抗扰同步控制策略

针对带式输送机永磁驱动系统采用PID控制器进行控制时电机的控制性能差和采用多电机驱动时电机间转速不同步、稳定性差等问题,提出了带式输送机多永磁电机驱动系统自抗扰同步控制策略。基于自抗扰控制(ADRC)技术设计了2种调速控制策略,并搭建仿真模型进行了对比试验;随后结合模糊PID控制技术对传统偏差耦合控制进行结构改进,并以矿用带式输送机多永磁电机驱动系统为控制对象,开展基于主从、传统偏差耦合和改进型偏差耦合同步控制结构的仿真。结果表明,基于二阶ADRC和改进型偏差耦合控制结构的带式输送机多永磁电机驱动系统同步控制策略具有更好的抗干扰能力、控制精度和同步性,有利于带式输送机平稳高效的安全运行。     

钢结构表面应力超声表面波检测技术研究

研究了表面波在金属材料表面的传播速度和表面应力之间的关系,简化了表面波二维平面应力的声弹性关系公式.设计了表面波应力测量的实验系统,对工程中常用的Q235钢表面波声弹性系数进行了标定,实现了一维表面应力的表面波无损检测,且实验精度满足工程检测需要.     

基于激光与CCD图像系统的非接触式转角测量

介绍了基于激光与CCD图像系统的物体小角度偏转角的检测技术.利用相关法数字图像处理技术计算光斑的移动实现微小位移的光学测量,建立了激光反射光位移与转角的定量关系,并应用等强度悬臂梁进行实验验证.检测系统具有结构简单、能实时在线检测、非接触及高精度等特点,在工程中具有较大的实用价值.     

机器人辅助超声曲面检测的探头自主对正技术

对曲面工件进行超声检测时,为了获得较好的回波信号,要求声束入射方向与曲面工件外表面法线方向一致。现有的方法通常是预先知道曲面的CAD模型,再对轮廓已知的曲面进行检测,这使得系统的灵活性和适用性变差。针对上述问题,提出了一种基于激光检测的探头对正算法,原理为：激光检测系统对待测曲面工件上检测点的位置和姿态信息进行识别,后将所获取到的检测点信息数据发送给机械手的控制系统,机器手控制系统在获取检测点信息后,根据对正控制策略将探头位姿调整信息发送给相应的机械臂控制器,实现对检测点的探头对正。通过探究不同入射角度与回波信号时域特征值间关系,反求出实际的对正角度偏差,验证了该方法的有效性。     

基于煤矿事故全过程的智慧应急云平台架构及关键技术研究

智慧应急是煤矿风险智能防控一体化的重要组成部分。基于我国应急管理机制建设现状,结合云计算、大数据技术理念,阐述了大数据视角下的应急管理机制,提出了包含应急数据采集、多源异构数据平台、智慧决策分析、应用及展示等4层的智慧应急云平台架构体系;从煤矿事故全过程角度出发,探讨了煤矿智慧应急平台中的应急情报整合、事故关键隐患挖掘、衍生灾害预测分析、事故应急反演、应急方案优选等关键技术及实现途径,以期为完善煤矿安全生产“一张图”、建设智慧应急平台提供参考。     

煤矿移动机器人LiDAR/IMU紧耦合SLAM方法

煤矿井下机器人同步定位与地图构建(SLAM)是当前研究热点,但针对提高激光SLAM在井下复杂条件下精度、鲁棒性的研究仍然不足;传统激光SLAM方法在井下复杂环境下存在累计误差迅速增大、旋转过程鲁棒性差、特征关联错误率高等问题;现有激光-惯性融合的定位建图紧耦合融合机制仍需进一步提高对煤矿井下复杂环境的适应能力。针对上述问题,提出了一种煤矿机器人LiDAR(激光雷达)/IMU(惯性测量单元)紧耦合SLAM方法(LI-SLAM方法)。首先利用IMU观测信息预测点云运动状态并进行有效补偿,减少由于剧烈振动、快速旋转等恶劣运动工况导致的点云畸变;然后提取雷达点云的边线与平面特征,基于点-线和点-面扫描匹配构建激光相对位姿约束,并在向量空间与流形空间解析推导了约束的残差、雅可比矩阵、协方差矩阵构建过程;最后通过构建雷达相对位姿约束因子、IMU预积分约束因子、回环检测约束因子,基于因子图优化方法完成LiDAR/IMU紧耦合,实现井下复杂环境下煤矿移动机器人的定位与地图构建。为了验证LI-SLAM方法在颠簸路面、复杂场景的精度与鲁棒性,基于煤矿轮式移动机器人平台,在野外、地下车库环境下进行了试验,在...     

基于激光扫描的综放工作面放煤量智能监测技术

放煤量智能感知是智能化综放开采的关键技术,通过综放工作面后部刮板输送机煤流量的实时监测可动态调控放煤口动作,结合煤矸识别和顶煤厚度监测信息可有效避免工作面过放和欠放,提高煤炭资源开采回收效益,防止刮板输送机过载等安全生产事故发生.提出基于激光扫描的综放工作面放煤量智能监测方法,引入三角微元法构建放煤量回归实时计算模型,...     

综放工作面放煤量激光扫描自适应监测技术研究

为解决煤矿综放工作面放煤量实时精准监测及短时超前预测问题,提出了一种由自适应补偿模块、煤流初始体积计算模块、煤流体积误差修正模块和放煤量短时预测模块4部分组成的综放工作面放煤量激光扫描自适应监测系统,并详细阐述了该系统的技术架构和技术原理。其中,自适应补偿模块采用倾角传感器可实时感知液压支架和激光扫描装置的位姿变化,计算激光扫描仪扫描角度偏移量,进而调整激光扫描角度,实现放煤量自适应监测;煤流初始体积计算模块利用激光扫描仪,获取刮板输送机上放煤量高度轮廓信息,采用三角微元法结合扇形微元法计算初始放煤量。通过搭建实验台以及在山西大同塔山煤矿8222工作面进行了现场试验,结果表明提出的放煤量激光扫描自适应监测系统能够对扫描角度自适应调节,实现了煤流量的精准监测,满足了井下现场放煤量的监测与预测需求。     

智能化矿山数据融合共享规范体系研究

统一的数据标准规范是智能化矿山建设全面发展的基本保障,对提升矿山安全生产监管监察水平、提高智能化矿山建设实际成效具有重要意义。全面梳理了目前我国矿山领域现有智能化建设相关的政策规划和标准规范;阐明了构建智能化矿山数据融合共享规范体系的基本原则及体系框架;阐述了智能化矿山数据融合共享规范建设的关键点,包括统一数据编码体系构建、先进数据治理理念和数据安全思维形成;并深入研究了以共性基础、数据编码、数据采集、数据治理、数据安全和数据应用六大专题为核心的智能化矿山数据融合共享规范体系的重点建设内容,初步形成了较为完整的智能化矿山数据融合共享规范体系。     

瓦斯爆炸中救生舱壳体载荷分析

为了更有效地利用矿用救生舱,减少爆炸对其造成的损坏,以卧式圆柱形矿用可移动救生舱为研究对象,运用数值模拟的方法,对9.5%浓度瓦斯气体的爆炸过程进行仿真分析,得到救生舱壳体端部爆炸超压及温度参数随时间变化趋势。结果表明:瓦斯爆炸中救生舱壳体所受压力载荷可以近似认为是阶跃载荷与正弦载荷联合作用的复合载荷;救生舱壳体所受温度载荷可以近似认为是阶跃载荷。