薄煤層采煤機控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、論文題目：薄煤層采煤機控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計專業(yè)：電氣工程碩士生：趙勇(簽名))指導(dǎo)教師：許軍(簽名))摘要研究和實現(xiàn)采煤機的自動化控制技術(shù)為煤礦的安全生產(chǎn)、高效率生產(chǎn)、高產(chǎn)量生產(chǎn)提供了手段和方法，為綜采工作面的自動化、信息化和少人化無人化的實現(xiàn)創(chuàng)造了良好條件。提高薄煤層開采產(chǎn)量和效率的一條途徑是綜合機械化采煤，我國在機械化采煤方面已經(jīng)獲得不少成果，同時也在不斷向前進步。本文以電牽引式采煤機控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)作為目標(biāo)，在分析以前研究經(jīng)驗

2、和工作實踐的基礎(chǔ)上提出了基于PID模糊控制的象限記憶截割的方法。以采煤機的滾筒高度為控制目標(biāo)，以液壓油缸調(diào)節(jié)作為主要控制方法來完成采煤機的自動截割。本文深入研究了截割系統(tǒng)中的機身位置定位、姿態(tài)定位、截割路徑記憶、規(guī)劃、跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)，為解決采煤機負荷具有隨機性、調(diào)高機構(gòu)的幾何非線性等造成的偏差等問題，采取模糊PID控制的方法。主要研究成果包括：（1）利用傳感器對采煤機進行機身位置和機身姿態(tài)定位，建立了采煤工作面的三維空間坐標(biāo)系，構(gòu)建了位

3、置定位模型和姿態(tài)定位的理論模型并分別給出了運算公式。（2）對模糊PID在采煤機上的應(yīng)用給出了設(shè)計方法和過程。（3）建立了以PLC為控制核心的硬軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了采煤機基于象限記憶截割的自動運行。（4）研究并設(shè)計了一套以力控組態(tài)軟件為核心的基于上位機的監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、參數(shù)調(diào)整和信號報警等全部功能。通過工廠試驗和煤礦現(xiàn)場應(yīng)用可以得出：通過合理的配置實現(xiàn)了與配套設(shè)備的聯(lián)動和工控機遠程控制。截割路徑記憶方案能夠以較小的數(shù)據(jù)

4、存儲量記錄下采煤機的軌跡、控制命令和設(shè)備狀態(tài)信息，實際生產(chǎn)過程中截割路徑的跟蹤絕對誤差小于0.05m。關(guān)鍵詞：薄煤層采煤機；PLC；組態(tài)軟件；象限記憶截割；模糊PID研究類型：應(yīng)用研究Subject:ResearchDesignonControlSystemoftheThinSeamShearerSpecialty:PowerElectronicsPowerDrivesName:ZhaoYong(Signature))Instruct:

5、XuJun(Signature))ABSTRACTResearchrealizationonshearerautomationcontroltechnologyprovidesthemethodsfsafetyofcoalminehighefficiencyproduction.Comprehensivemechanizedcoalminingismechanizedinfmationizedlesshumanizedprovidesc

6、ondition.Itisthewaytealizethehighproductionefficiencyofthincoalseam.Mechanizedcoalmininghasbeenpromotedinourcountry.ThispaperaimstostudydevelopautomationcontrolsystemofelectricaltractionshearerwhichproposesFuzzyPIDcontro

7、lofquadrantmemycuttingmethodbasedonthepreviousresearchwkexperienceexistingproblems.Indertocontroltheheightoftheshearerdrumthehydrauliccylinderadjustmentisusedasthemaincontrolmethodtorealizetheautomaticcuttingoftheshearer

8、.Inthispaperthekeytechnologiesincludingbodypositionbodyientationcuttingpathmemycuttingpathplanningcuttingpathtrackingincuttingsystemhavebeendeeplystudied.Fshearerloadromnessthegeometricnonlinearityofheightadjustmentthede

9、viationexistssofuzzyPIDcontrolmethodisintroduced.Themainresearchresultsinclude:(1)establishingminingcoalwkingsurfaceinthe3Dspacecodinatesystemusingsenssonthecoalminingmachinefbodypositionbodyientationtobuildpositionienta

10、tiontheeticmodelfoundthecalculationfmulas.(2)thedesignmethodprocessoftheapplicationoffuzzyPIDinthecoalminingmachineisgiven.(3)thesystemwithPLCasthecontrolceisestablishedtheautomaticoperationoftheshearerbasedonquadrantmem

11、ycuttingisrealized.(4)researchdesignofFcecontrolconfigurationsoftwareastheceofthehostcomputermonitingsystemtoachievethedataacquisitionequipmentcontrolparameteradjustmentsignalalarmetc.Applicationinthecoalindustryshowedth