《綜采工作面刮板輸送機直線度測量方法與控制策略研究》是依託中國礦業大學，由李威擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：綜采工作面刮板輸送機直線度測量方法與控制策略研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：李威
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以綜采工作面核心裝備—刮板輸送機為研究對象，以實現綜采工作面無人化採礦為目標，開展綜采工作面刮板輸送機直線度測量方法及控制策略研究。利用非線性動力學理論構建採煤機動力學模型及捷聯慣導系統方程，探尋複雜工況下的SINS振動誤差補償策略，構建採煤機姿態下刮板輸送機曲率解算模型；通過研究採礦機群運動學規律，探尋綜采工作面超寬頻鏈式最佳化部署策略，構建SINS/UWB採煤機組合定位系統，分析SINS與UWB異步數據傳輸特性，進行組合定位系統異步數據融合模型構建，建立採煤機位姿下刮板輸送機直線度解算策略；開展液壓支架電液系統推溜控制策略及其液壓缸行程監測方法研究，據此提出多截割循環下的刮板輸送機銷耳間隙誤差補償方法，搭建綜采“三機”協同定位實驗平台，實現刮板輸送機直線度的精確控制。研究成果可為綜采工作面採礦機群協同自動化提供理論支撐，同時可為同類封閉環境下移動目標協同定位與控制奠定理論與實驗基礎。
結題摘要
刮板輸送機是採煤機的行走軌道，軌道直線度在採煤機協同作業中起著極其重要的作用。刮板輸送機軌道不平順會使採煤機和刮板輸送機承受很大的切割阻力和運行阻力。另外，軌道不平順或變形是造成安全事故的關鍵因素之一。因此，刮板輸送機的直線度控制具有重要 的理論意義和工程套用價值。本項目嚴格按照時間表圍繞項目預定研究內容和目標進行研究，並在相關方面進行了擴展，實現了以下目標：礦井封閉環境下刮板輸送機直線度精確測量以及直線度控制策略。首先，運用航位推算手段建立了刮板輸送機形態檢測模型，隨後針對強振動環境下SINS初始對準算法性能下降的問題，提出了高效、高精度的SINS初始對準算法。其次，建立了SINS/WSN融合下的刮板輸送機直線度檢測狀態空間模型，採用無跡卡爾曼濾波算法對刮板輸送機的位姿進行有效估計。針對超寬頻無線定位系統在複雜壞境中出現的定位數據丟失以及粗大誤差等導致SINS /UWB組合系統定位精度下降的問題，提出了一種基於超寬頻定位系統容錯判斷的組合定位方法，其中採用運動學約束以及容錯定位的手段對累積誤差以及粗大誤差進行補償。最後，研究了刮板輸送機和液壓之間的銷耳間隙和聯動效應，並在此基礎上詳細推導了銷耳間隙和聯動效應的誤差補償模型。為了進一步提高刮板輸送機的控制精度，採用模糊自適應PID控制策略對PID參數進行線上整定，並搭建實驗台驗證刮板輸送機直線度控制實驗的有效性。本項目成果將有助於井下綜采工作面自動化的發展。本項目研究過程中共發表論文15篇（全部標註本項目批准號U161010021），其中SCI收錄論文6篇，EI收錄論文5篇，會議論文2篇，中文核心論文2篇；申請發明專利12項，已獲授權2項；申請並授權軟體著作權2項；培養博士研究生4名，碩士研究生4名。
