液壓支架智能控制系統(tǒng)研究.pdf

1、液壓支架電液控制系統(tǒng)的使用使得液壓支架的移架速度大大提升，是實(shí)現(xiàn)綜采工作面高效高產(chǎn)的最有效技術(shù)途徑。但是傳統(tǒng)的電液控制系統(tǒng)對(duì)于液壓支架中存在的非線(xiàn)性環(huán)節(jié)和不確定因素進(jìn)行控制時(shí)存在有一定局限性，因此，如何將解決高度非線(xiàn)性和不確定性問(wèn)題的智能控制理論與液壓支架電液控制系統(tǒng)相結(jié)合，使液壓支架的控制向智能化方向發(fā)展成為一個(gè)重要的研究課題。
　　本文針對(duì)液壓支架電液控制系統(tǒng)在實(shí)際使用中所存在問(wèn)題進(jìn)行深入分析，找出傳統(tǒng)電液支架控制中的不足之處

2、，利用智能算法對(duì)其改進(jìn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真對(duì)改進(jìn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。論文圍繞著液壓支架向智能化方向發(fā)展所需解決的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了以下研究:
　　首先，針對(duì)井下綜采工作面液壓支架數(shù)量多、架間布線(xiàn)任務(wù)繁重、通訊數(shù)據(jù)量大、串口通訊速度較慢以及通訊電纜易受磨損，影響信號(hào)傳輸?shù)葘?shí)際問(wèn)題，提出將無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)應(yīng)用于液壓支架之間的通訊，實(shí)現(xiàn)支架通訊無(wú)線(xiàn)化，并利用遺傳算法對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)路由節(jié)點(diǎn)的選擇進(jìn)行智能優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自診斷和自修復(fù)功能。通過(guò)實(shí)

3、驗(yàn)驗(yàn)證，將無(wú)線(xiàn)射頻模塊嵌入液壓支架控制器并作為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的通訊節(jié)點(diǎn)，在運(yùn)行時(shí)可以自動(dòng)尋找網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)，將其加入網(wǎng)絡(luò)并自動(dòng)下裝程序，程序運(yùn)行后能夠順利組網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確通訊。該網(wǎng)絡(luò)具有自動(dòng)診斷和自動(dòng)修復(fù)功能，能夠診斷并修復(fù)故障節(jié)點(diǎn)，保持網(wǎng)絡(luò)通訊不受影響;
　　其次，在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊時(shí)，原始信號(hào)在實(shí)際采集和傳輸中可能被噪聲污染，利用平移不變量小波去噪的方法對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，有效地抑制了噪聲信號(hào)的干擾。在上述處理的基礎(chǔ)上，利用

4、基于自適應(yīng)時(shí)頻分析方法（HHT）對(duì)無(wú)線(xiàn)通訊信號(hào)中的諧波/間諧波進(jìn)行檢測(cè)，在很大程度上提高了檢測(cè)精度，同時(shí)，利用支持向量機(jī)對(duì)HHT在應(yīng)用中存在的端點(diǎn)效應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了抑制，取得了良好的效果。通過(guò)仿真驗(yàn)證，該方法具有可行性;
　　再次，在對(duì)液壓支架在推移過(guò)程中推移位移不同步的影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將支持向量機(jī)分別與交叉驗(yàn)證算法、遺傳算法和混沌粒子群算法融合后形成的融合智能算法應(yīng)用于液壓支架推移控制系統(tǒng)模型的建立。通過(guò)對(duì)模型的訓(xùn)練和數(shù)據(jù)

5、測(cè)試，證明該模型對(duì)液壓支架的推移位移不同步現(xiàn)象具有一定改善作用。該模型在控制方式上提高了自動(dòng)化程度，使液壓支架的推移控制向智能化方向發(fā)展;
　　最后，在利用粗糙集對(duì)固定幀格式數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)組態(tài)軟件和VC開(kāi)發(fā)環(huán)境分別建立液壓支架智能監(jiān)控系統(tǒng)框架，并在支架監(jiān)控系統(tǒng)框架內(nèi)解決不同通訊協(xié)議設(shè)備之間的通訊問(wèn)題以及液壓支架監(jiān)控系統(tǒng)中通訊數(shù)據(jù)量大和傳輸速度慢等問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該支架智能監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行后，可以自動(dòng)識(shí)別不同的通

6、訊協(xié)議，并且可以在不同通訊協(xié)議的支架設(shè)備之間建立通訊，同時(shí)有效地簡(jiǎn)化了監(jiān)控系統(tǒng)中通訊時(shí)的數(shù)據(jù)量，使得數(shù)據(jù)傳輸通道通暢且通訊速度大大提高。
　　論文圍繞液壓支架控制系統(tǒng)智能化進(jìn)行研究，取得了以下創(chuàng)新成果:
　　(1)提出將ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)應(yīng)用于液壓支架之間的通訊，并利用遺傳算法對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)路由節(jié)點(diǎn)的選擇進(jìn)行智能優(yōu)化;
　　(2)提出基于自適應(yīng)時(shí)頻分析(HHT)的無(wú)線(xiàn)通訊信號(hào)諧波/間諧波檢測(cè)方法及利用支持向量機(jī)