液压支架跟机与乳化液泵供液系统协同控制是工作面综采设备智能化的重要体现,根据液压支架群组跟机时顺序动作对乳化液泵供液流量的多变性和时效性要求,设计了工作面供液系统与液压支架协同自适应控制模型。以适应液压支架动作的稳压供液原理为研究思路,根据多泵+变频供液系统的流量调节特点,提出了交叠关系的供液与液压支架协同动作控制逻辑。基于机制主义人工智能理论和多响应优化满意度函数法,设计供液系统与液压支架的协同自适应控制模型及其智能生成机制。应用Matlab与AMESim联合仿真进行验证,取得了预期效果。

智能决策模型支持的液压支架自组织协同控制是智能开采的关键技术之一,支架群组跟机行为的全局最优规划是智能决策模型的核心原理。提出了液压支架跟机行为的动作类型排序和动作速度调控的双层规划原理,以支架适应采煤机速度、液压系统压力稳定为多目标导控,设计了支架群组跟机推进行为智能决策模型,实现供液动力与支架动作协同全局最优控制序的动态决策。基于液压支架多类型单自由度的运动空间特性,根据时间世界模型的时间元关系约束定理,提出了液压支架群组跟机动作时序规划方法,设计了满足跟机工艺和空间约束的支架动作动态排序模型,以改进支架不同类型动作发生顺序和相互之间的时间逻辑。基于支架动作的稳压供液原理,构建了供液流量与支架组合动作执行时间的数学映射模型,构建了支架动作时压力状态模糊辨识模型,实现支...

液压支架智能化自动跟机运行是煤矿智采工作面建设的一项重要目标,针对目前液压支架跟机运行时供液流量适配不合理导致的动作执行速度和精度不足等问题,以液压支架群组跟机稳定运行为液压动力适配目标,提出协同液压支架控制策略的自适应稳压供液控制方法。基于根据支架动作特征提前适配合理供液流量的稳压供液原理,结合多泵+变频供液方式特点,提出供液与支架交叠协同控制逻辑;依据液压传动原理,推导交叠协同逻辑下液压支架跟机速度、液压系统压力变化率的求解方程,揭示供液流量调控策略与液压支架动作策略对上述两者的耦合作用机理;依据多响应优化问题求解理论,以液压支架跟机适速及其各动作压力平稳为多个目标,构建液压支架运行满意度函数并采用双层规划方法求解,实现自适应液压支架运行的供液流量调控智能决策;利用MATLAB与...

液压支架智能稳压供液技术及其供液流量与压力动态匹配方法是大型煤机装备智能化发展的方向之一,而支架在执行各工艺动作过程中的用液需求分析与预测则是重要的理论基础。基于对综采(综放)工作面“三机”协同作业模式的分析,以液压缸运动方程、支架液压阀阀口流量方程及液压介质连续性方程为基础,建立支架在执行“降柱-移架-升柱-推溜”4类基本工艺动作时的用液需求预测模型;以ZF17000/27.5/42D型液压支架为原型搭建了仿真模型,以液压缸运动速度最高、系统压力波动最小为目标得到了支架完成上述4类动作过程中的最优供液量。研究结果表明液压支架在完成各工艺动作过程中的用液量与支架供液系统压力差、液压缸结构参数以及操作阀性能参数有关。

目前针对综采工作面液压支架自动跟机问题的研究集中在基于外部环境变量来控制液压支架动作,在工作面长时间运行中无法保持很好的效果。考虑外部环境的变化最终会反映到液压系统中,提出以液压系统压力特性预测液压支架跟机动作时间。以陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司S1204工作面为工程背景,采用AMESim软件建立了单架液压系统模型和工作面液压系统模型,通过仿真分析得到移架和推溜同时动作时推移液压缸压力、行程等参数的动态变化规律,发现工作面液压支架自动跟机过程中推移液压缸进液口压力与拉架时间呈线性关系,说明可通过进液压力预测跟机动作时间。研发了工作面液压数据采集系统并安装于试验工作面,实时获取液压支架工作过程中推移液压缸进液口压力,并计算出对应的移架时间,得出二者具有强线性相关性,与仿真结果一致。采用...

作为综采工作面“三机”之一,液压支架的智能化控制水平对三机协同运行具有重要作用。本文针对传统恒定供液模式下液压系统压力波动大、跟机速度较慢的问题,通过分析支架运行过程不同动作压力特性,提出了一种基于PLC控制的液压支架自适应供液系统设计方案。系统以PLC及变频器作为乳化泵电机的调速控制单元,采用压力传感器实时采集系统压力反馈信号,实现对卸荷阀的自动开闭控制及供液流量自适应调节,保持支架在不同动作下的稳压供液,有效提高了供液质量。

液压支架精准推移与快速跟机是实现工作面智能化开采的关键技术支撑。为实现智能化开采,将液压支架精准推移等效为煤矿环境下的阀控缸系统精准位置控制;快速跟机则需从跟机工艺、稳压供液、快速移架等方面实现。针对液压支架精准推移技术,指出可借鉴相关领域成熟的阀控缸精准位置控制技术,总结了电液比例阀、高速开关阀、电磁换向阀控缸位置控制技术的研究成果及借鉴到煤矿领域存在的问题,提出可通过研制适合井下环境的大流量高压水基电液比例阀、开发智能优化控制算法2种途径实现液压支架精准推移。针对液压支架快速跟机技术,指出目前液压支架自动跟机因跟机工艺不合理、供液系统不稳定、移架工序不合理等,导致跟机速度慢,且易出现推移不到位、丢架等情况,从优化跟机工艺、稳压供液、快速移架3个方面总结了提高跟机速度相...

针对综采工作面液压支架动作时存在的供液流量不稳、系统压力波动的问题,设计基于乳化液泵站系统与液压支架控制系统的自适应动态协同控制方案。在分析液压支架稳压供液原理以及液压支架供液系统的基础上,给出液压支架与供液系统自适应协同供液模型,计算并生成液压支架期望特征参数、跟机速度函数以及压力变化率函数,经规划计算、综合决策后动态、自适应调节供液系统流量和压力,满足不同液压支架动作供液要求。实际应用情况表明,设计的液压支架与供液系统协同控制方案能够保证液压支架供液流量在限定范围内波动小、方差小,能够达到稳定恒压供液的目的。