基于采煤機絕對位姿的自適應控制技術研究.pdf

1、采煤機是綜采工作面重要設備之一，采煤機自適應截割技術是實現(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在我國的煤礦企業(yè)得到了廣泛應用，但是當沿采煤機進刀方向地質情況發(fā)生顯著變化時，采煤機無法自適應地對記憶的截割軌跡進行調整，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通過采煤機進刀方向上的斷層、褶皺等復雜地質構造為主要研究內容，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控制技術的基礎上提出了基于三維精細化地質模型的采煤機自適應通過復雜地質構造的方法。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、采煤機自適應過褶皺技術、采煤機自適應過斷層技術進行了深入的研究，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學模型，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。
　?。?）在煤層褶皺地質構造發(fā)育的情況下，對現(xiàn)有自適應控制技術存在的不足進行分析；利用三次樣條曲線插值算法得到頂底板煤巖界面曲線；以獲得的頂底板曲線為參照，利用循環(huán)坐標變換法對采煤機的截割路徑進行規(guī)劃，推導出采煤機每一刀臥底量的調整量和俯仰采角度的計算公式。
　?。?）將斷層地質構造的特征參數作為輸入量，將斷層帶的整體構造準確表示出來；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能夠實現(xiàn)滾筒的準確定位，且定位精度在0.01m之內?；谘h(huán)坐標變換法的采煤機自適應過褶皺技術能夠安全可靠地通過采煤機進刀方向上的褶皺地質構造，且最大調高誤差0.038m?；?/p>