本文關(guān)鍵詞：采煤機(jī)自適應(yīng)變速截割控制研究

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【摘要】：滾筒采煤機(jī)是機(jī)械化采煤的主要設(shè)備,也是實(shí)現(xiàn)集約化采煤的重要技術(shù)裝備,廣泛應(yīng)用于不同地質(zhì)條件下的煤炭開采。但是當(dāng)前采煤機(jī)仍存在著諸多問題:其智能化程度低、尚未實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動化控制;僅對其牽引速度進(jìn)行控制而不調(diào)節(jié)滾筒轉(zhuǎn)速,在整個(gè)綜采工作面上因煤層硬度等變化使得采煤機(jī)在生產(chǎn)過程中不能保證較高的截割性能,如塊煤率較低并產(chǎn)生較多粉塵,既影響了原煤的使用范圍和經(jīng)濟(jì)價(jià)值也產(chǎn)生較大的健康和安全隱患。因此,實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的自適應(yīng)控制以及進(jìn)一步提高采煤機(jī)在整個(gè)綜采面的截割效能成為當(dāng)前采掘技術(shù)與裝備的研究熱點(diǎn)。本論文結(jié)合國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目——“深部危險(xiǎn)煤層無人采掘裝備關(guān)鍵基礎(chǔ)研究”(編號:2014CB046304),開展了采煤機(jī)的自適應(yīng)變速截割控制方面的研究工作,主要內(nèi)容如下:(1)闡述了現(xiàn)有電牽引滾筒采煤機(jī)的構(gòu)造、工作原理以及工作特性,分析了采煤機(jī)截割部、牽引部的負(fù)載及運(yùn)動學(xué)關(guān)系;以某300k W電牽引采煤機(jī)為對象,利用Matlab/Simulink軟件建立了包括牽引部、截割部以及相關(guān)控制系統(tǒng)的采煤機(jī)仿真模型。(2)從理論分析以及仿真與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證兩方面獲得了煤層截割阻抗與采煤機(jī)截割電機(jī)定子電流的關(guān)系,結(jié)合小波包分解技術(shù)進(jìn)行了特征參數(shù)的處理;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對煤層截割阻抗范圍進(jìn)行了識別,為采煤機(jī)自適應(yīng)控制奠定基礎(chǔ)。(3)對適合于滾筒采煤機(jī)開采的中硬煤層和硬煤層進(jìn)行了截割阻抗范圍的劃分;以高塊煤率和低截割比能耗同時(shí)兼顧生產(chǎn)率的綜合較優(yōu)為目標(biāo),以采煤機(jī)截割功率等為約束條件,利用基于模擬退火的粒子群算法進(jìn)行了采煤機(jī)截割參數(shù)的優(yōu)化,得到了優(yōu)化后的采煤機(jī)牽引速度和滾筒轉(zhuǎn)速,比較分析了不同工況下的截割運(yùn)動參數(shù)調(diào)節(jié)策略對截割性能的影響;在此基礎(chǔ)上,提出采煤機(jī)的自適應(yīng)變速截割的整機(jī)控制策略,實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)對煤層截割阻抗范圍變化的自適應(yīng)變速截割。(4)對采煤機(jī)截割電機(jī)和牽引電機(jī)的調(diào)速控制方法進(jìn)行了比較分析,改進(jìn)了傳統(tǒng)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的速度控制器;對具體的調(diào)速信號進(jìn)行了路徑的優(yōu)化,并對比和分析了結(jié)合不同調(diào)速控制方法的調(diào)速效果;最后,對采煤機(jī)自適應(yīng)變速截割控制進(jìn)行了仿真和分析。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD632.1

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本文編號：1213228