基于多传感器信息融合的载荷及煤岩判定与识别技术研究
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摘要
悬臂式掘进机煤岩识别技术是实现煤矿采掘自动化的关键技术之一,可靠的煤岩识别技术不但能够使掘进机在作业过程中能正确对煤巷的顶板或底板自动识别,而且还能够实现对巷道两帮的煤层与岩层的识别,结合位移传感器能够对煤层夹矸识别并判断其存在的位置。煤岩识别有利于提高掘进机的掘进速度,降低工人的劳动强度,对提高经济效益和保障采掘安全作业两方面都将发挥重要的作用。本文通过对悬臂式掘进机在截割过程中截割电机实际功率、升降油缸和回转油缸压力及位移等状态变量的分析,构建了转矩观测器实现对煤岩的初步判断与识别。本文提出了具有模糊控制的掘进机自动纠偏控制策略,实现掘进机中心偏距和方位角偏差的调整。
The identification technique of coal and rock of the roadheader is one of the core technique in the automation of excavating, a reliable identification technique not only enables roadheader to achieve the identification of the top and the bottom of coal roadway automatically, but also can identify the coal bed and rock stratum which lie on the both sides of the roadway. Besides, it can also achieve the identification of Coal gangue and its location through the use of displacement sensors. This technology is profitable to improve the speed of excavating, as well as reduce the labor intensity, which impacts the profound effect on both improvement of economy efficiency and safely work. The identification technology of coal and rock is based on the analysis of the actual power of the roadheader cutting motor, placement of the lift cylinder, pressure of rotating oil cylinder and other parameters of the cylinder. In his paper, a torque observer was constructed by the parameters mentioned above. An automatic correction strategy was also proposed by use of fuzzy control, its aim is to achieve the modification of the center slants spacing and azimuth deviation.
The identification technique of coal and rock of the roadheader is one of the core technique in the automation of excavating, a reliable identification technique not only enables roadheader to achieve the identification of the top and the bottom of coal roadway automatically, but also can identify the coal bed and rock stratum which lie on the both sides of the roadway. Besides, it can also achieve the identification of Coal gangue and its location through the use of displacement sensors. This technology is profitable to improve the speed of excavating, as well as reduce the labor intensity, which impacts the profound effect on both improvement of economy efficiency and safely work. The identification technology of coal and rock is based on the analysis of the actual power of the roadheader cutting motor, placement of the lift cylinder, pressure of rotating oil cylinder and other parameters of the cylinder. In his paper, a torque observer was constructed by the parameters mentioned above. An automatic correction strategy was also proposed by use of fuzzy control, its aim is to achieve the modification of the center slants spacing and azimuth deviation.
引文
1. 王虹.我国综合机械化掘进技术发展.煤炭学报,2010，35(11)
2. 赵学社.煤矿高效掘进技术现状与发展趋势,煤炭科学技术.2007，35(4)
3. 卢望.基于ARM的GPS定位系统的研究与实现.西南交通大学硕士学位论文，2009
4. 陈忠贵.帅平.曲广吉.现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析.中国科学，,2009，39(4)：686-695
5. 陈加胜.悬臂式掘进机行走和截割智能控制研.西安科技大学硕士学位论文.2006
6. 曹慧楠,王妍,陈武.常用全站仪的电子校正方法.测绘与空间地理信息.2009,32(5)
7. 王建国.悬臂式掘进机行走系统的智能控制研究.西安科技大学硕士学位论文，2005
8. 任芳，杨兆建,熊诗波.国内外煤岩界面识别技术研究动态综述.煤,2001.10(4)
9. 马瑞.基于声波信号的煤矸界面识别研究.山东大学硕士学位论文.2010年
10.王增才,孟惠荣.自然射线煤岩界面识别研究.煤矿机械1999,(6).
11.任芳.基于多传感器数据融合技术的煤岩界面识别的理论与方法研究.太原理工大学博士学位论文,2003
12.秦剑秋，陈纪东,孟惠荣.煤岩界面识别传感技术.煤矿机电,1993,(1)
1 3.徐瑛,张强.国外煤岩界面传感器开发动态综述.煤矿自动化.1995(2)
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15.陈延康.煤岩分界辨识及采煤机滚筒自动调高控制系统研究.科技成果31E25A91108169,1992
16.廉自生，刘混举,文英.基于切割力响应的煤岩界面识别技术研究.山西机械,1999(2)
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18.赵学雷,杜向阳,屈小兵，等.悬臂式掘进机自动纠偏技术研究.煤矿机械,2010,31(7)：38--40
19.王建国.悬臂式掘进机行走系统的智能控制研究.西安科技大学硕士学位论文,2005
20.胡宁.掘进机自动掘进系统的研究与应用.重庆大学硕士学位论文,2006
21.罗世魁.横轴掘进机截割头设计自动化技术研究.吉林大学硕士学位论文，2005
22.葛娟.悬臂式掘进机自动化掘进技术研究.中国矿业大学硕士学位论文,2010
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26.廉自生,刘混举,李文英.基于切割力响应的煤岩界面识别技术研究.山西机械.1999(2)
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50.张可数.多传感器估计与决策融合.四川大学博士学位论文.2002
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53.陈惠英,田慕琴,陆秀芬,等.基于多传感器信息融合的煤岩界面识别.2008,3
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