基于采煤機絕對位姿的自適應(yīng)控制技術(shù)研究.pdf

1、采煤機是綜采工作面重要設(shè)備之一，采煤機自適應(yīng)截割技術(shù)是實現(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)沿采煤機進刀方向地質(zhì)情況發(fā)生顯著變化時，采煤機無法自適應(yīng)地對記憶的截割軌跡進行調(diào)整，從而造成采煤機滾筒截割到頂板或底板，降低采煤機的回采效率，對截齒造成損害。
　　本文以采煤機自適應(yīng)通過采煤機進刀方向上的斷層、褶皺等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造為主要研究內(nèi)容，在分析了以往基于煤巖界

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

3、軌跡進行誤差分析，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截割軌跡。
　?。?）在煤層褶皺地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的情況下，對現(xiàn)有自適應(yīng)控制技術(shù)存在的不足進行分析；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)坐標變換法對采煤機的截割路徑進行規(guī)劃，推導(dǎo)出采煤機每一刀臥底量的調(diào)整量和俯仰采角度的計算公式。
　?。?）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)造準確表示出來；以實現(xiàn)

4、最大回采率和最少割巖量為研究目標，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，對采煤機截割軌跡進行規(guī)劃；根據(jù)采煤機采煤工藝要求，提出基于插補算法和循環(huán)坐標變換算法的采煤機理論規(guī)劃路徑的修正方法。
　　仿真分析和實驗室驗證表明：采煤機滾筒絕對定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)滾筒的準確定位，且定位精度在0.01m之內(nèi)?；谘h(huán)坐標變換法的采煤機自適應(yīng)過褶皺技術(shù)能夠安全可靠地通過采煤機進刀方向上的褶皺地質(zhì)構(gòu)造，且最大調(diào)高誤差0.038m?；?/p>