基于采煤機(jī)絕對(duì)位姿的自適應(yīng)控制技術(shù)研究.pdf

1、采煤機(jī)是綜采工作面重要設(shè)備之一，采煤機(jī)自適應(yīng)截割技術(shù)是實(shí)現(xiàn)綜采工作面“無人化”和“少人化”的重要組成部分。目前，采煤機(jī)記憶截割技術(shù)在我國的煤礦企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，但是當(dāng)沿采煤機(jī)進(jìn)刀方向地質(zhì)情況發(fā)生顯著變化時(shí)，采煤機(jī)無法自適應(yīng)地對(duì)記憶的截割軌跡進(jìn)行調(diào)整，從而造成采煤機(jī)滾筒截割到頂板或底板，降低采煤機(jī)的回采效率，對(duì)截齒造成損害。
　　本文以采煤機(jī)自適應(yīng)通過采煤機(jī)進(jìn)刀方向上的斷層、褶皺等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造為主要研究?jī)?nèi)容，在分析了以往基于煤巖界

2、面識(shí)別和基于記憶截割的采煤機(jī)自適應(yīng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了基于三維精細(xì)化地質(zhì)模型的采煤機(jī)自適應(yīng)通過復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的方法。本文主要針對(duì)采區(qū)局部地理坐標(biāo)下采煤機(jī)滾筒的絕對(duì)定位技術(shù)、采煤機(jī)自適應(yīng)過褶皺技術(shù)、采煤機(jī)自適應(yīng)過斷層技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，主要研究成果包括：
　?。?）對(duì)用于采煤機(jī)機(jī)身和滾筒定位的參考坐標(biāo)系進(jìn)行定義，通過三次坐標(biāo)變換建立了采煤機(jī)截割軌跡的數(shù)學(xué)模型，將采區(qū)局部地理坐標(biāo)系下的采煤機(jī)牽引方向截割軌跡表示出來，并且對(duì)所得的截割

3、軌跡進(jìn)行誤差分析，確定所用傳感器的誤差允許范圍，從而得到較高精度的采煤機(jī)截割軌跡。
　　（2）在煤層褶皺地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的情況下，對(duì)現(xiàn)有自適應(yīng)控制技術(shù)存在的不足進(jìn)行分析；利用三次樣條曲線插值算法得到頂?shù)装迕簬r界面曲線；以獲得的頂?shù)装迩€為參照，利用循環(huán)坐標(biāo)變換法對(duì)采煤機(jī)的截割路徑進(jìn)行規(guī)劃，推導(dǎo)出采煤機(jī)每一刀臥底量的調(diào)整量和俯仰采角度的計(jì)算公式。
　?。?）將斷層地質(zhì)構(gòu)造的特征參數(shù)作為輸入量，將斷層帶的整體構(gòu)造準(zhǔn)確表示出來；以實(shí)現(xiàn)

4、最大回采率和最少割巖量為研究目標(biāo)，綜合考慮設(shè)備的通過能力、前后兩刀截割的連續(xù)性等約束條件，對(duì)采煤機(jī)截割軌跡進(jìn)行規(guī)劃；根據(jù)采煤機(jī)采煤工藝要求，提出基于插補(bǔ)算法和循環(huán)坐標(biāo)變換算法的采煤機(jī)理論規(guī)劃路徑的修正方法。
　　仿真分析和實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證表明：采煤機(jī)滾筒絕對(duì)定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)滾筒的準(zhǔn)確定位，且定位精度在0.01m之內(nèi)。基于循環(huán)坐標(biāo)變換法的采煤機(jī)自適應(yīng)過褶皺技術(shù)能夠安全可靠地通過采煤機(jī)進(jìn)刀方向上的褶皺地質(zhì)構(gòu)造，且最大調(diào)高誤差0.038m?；?/p>