一种磁流变抗冲击装置集群控制方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于缓冲技术领域，具体公开一种磁流变抗冲击装置集群控制方法及系统，包括获取现场所有防冲液压支架磁流变抗冲击装置上传的模拟量和数字量信号，基于获取的所有信号通过第一模糊控制算法生成磁流变抗冲击装置协同作用的数量；当冲击地压的冲击力大于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置增大自身阻尼力来吸收更多冲击能量以抵抗冲击；当冲击地压的冲击力小于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置减小自身阻尼力来进行让位。本申请解决现有抗冲击装置彼此之间独立工作、互不干扰的不足，使集群控制系统中的单个液压支架抗冲击装置能够通过与其他抗冲击装置的相互作用来实现复杂的协同抗冲击。同抗冲击。同抗冲击。

【技术实现步骤摘要】
一种磁流变抗冲击装置集群控制方法及系统


[0001]本专利技术属于缓冲
，具体地说涉及一种磁流变抗冲击装置集群控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着煤炭资源开采深度和开采强度的增加，矿井冲击地压等动力灾害日益加剧，严重地威胁着煤矿开采的安全。冲击地压是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象。煤矿冲击地压不仅危害程度大、影响面广，而且是诱发其它煤矿重大事故的根源，例如，冲击地压的发生可能诱发瓦斯异常涌出、瓦斯爆炸等重特大灾害。针对冲击地压严重影响煤矿安全生产的问题，技术人员提出的许多方案是采用加装抗冲击装置的防冲液压支架。但目前的抗冲击装置均为独立工作，即单一的抗冲击装置服务于单一区域，彼此之间相互独立，互不干扰，这就使得每个防冲液压支架均是在单独、被动的进行局部支护，一旦发生冲击地压，受冲击的支架会独自承受局部工作面到来的巨大冲击力，从技术上来说这样的方式无法实现支架的集群抗冲击效应，冲击发生时抗冲击支架不能协同工作，会出现“袖手旁观”的现象。
[0003]因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种磁流变抗冲击装置集群控制方法及系统。本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种磁流变抗冲击装置集群控制方法，包括：
[0006]获取现场所有防冲液压支架磁流变抗冲击装置上传的模拟量和数字量信号，基于获取的所有信号通过第一模糊控制算法生成磁流变抗冲击装置协同作用的数量；
[0007]当冲击地压的冲击力大于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置增大自身阻尼力来吸收更多冲击能量以抵抗冲击；
[0008]当冲击地压的冲击力小于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置减小自身阻尼力来进行让位。
[0009]进一步的，所述模拟量和数字量信号包括抗冲击装置的加速度α、速度v、液压缸腔内压力P以及电流I的动态数据。
[0010]进一步的，所述第一模糊控制算法生成磁流变抗冲击装置协同作用的数量方法包括：将获取的模拟量和数字量信号采用三角形隶属度函数模糊化处理，将模糊化处理后的数据再通过预设模糊规则进行模糊推理，然后将模糊推理后的数据通过普通加权平均法进行逆模糊，最后利用逆模糊后的数据确定协同动作的磁流变抗冲击装置数量，其中，预设模糊规则为现场多次试验后根据经验确定的规则。
[0011]进一步的，预设冲击力阈值为防冲液压支架额定工作压力的β倍，β取值根据实际
工况从1.2、1.25、1.3、1.35、1.4五个数值中进行选取。
[0012]进一步的，磁流变抗冲击装置抗冲击方法包括：
[0013]信号采集模块采集现场防冲液压支架磁流变抗冲击装置上传的模拟量和数字量信号并上传至DSP控制模块，DSP控制模块接收并基于获取的信号通过第二模糊控制算法生成PWM波形；
[0014]DSP控制模块将生成的PWM波形发送给电流驱动模块，电流驱动模块接收并基于PWM波形生成对应的电流；
[0015]电流驱动模块将生成的电流发送给磁流变执行机构，磁流变执行机构接收并基于电流大小产生对应的阻尼力。
[0016]进一步的，电流驱动模块将部分电流反馈给信号采集模块，形成阻尼力实时可调的负反馈。
[0017]进一步的，控制检测模块实时获取DSP控制模块处理的各项数据并将其实时发送至通信模块，控制检测模块实时接收通信模块反馈的输入信号，并将输入信号发送至DSP控制模块进行参数修改与控制。
[0018]一种磁流变抗冲击装置集群控制系统，包括集群控制器、综合信息分析处理系统以及多个磁流变抗冲击装置，所述集群控制器与综合信息分析处理系统单向数据传输，所述集群控制器和综合信息分析处理系统分别与各磁流变抗冲击装置通过通讯模块双向数据传输。
[0019]进一步的，所述综合信息分析处理系统包括用于集中收集数据的数据集成器以及用于将收集的数据进行分析处理的计算机，所述数据集成器与计算机单向数据传输。
[0020]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一种磁流变抗冲击装置集群控制方法。
[0021]有益效果：
[0022]1、通过本申请的技术方案，形成集群效应来抵抗冲击，解决现有抗冲击装置彼此之间独立工作、互不干扰的不足，使集群控制系统中的单个液压支架抗冲击装置仅在局部感知能力下，能根据具体的冲击工况和支护需求与其他抗冲击装置的相互作用来实现复杂的协同抗冲击；
[0023]2、有效分担每个磁流变抗冲击装置压力，抗震效果好，延长磁流变抗冲击装置整体设备的使用寿命；
[0024]3、通过模糊算法确定协同作用时执行抗冲击动作的磁流变抗冲击装置数量，不干涉未协同动作的磁流变抗冲击装置，实现抗冲击过程的智能化。
[0025]4、通过设置控制检测模块，可自动根据监测过程中的状态对群控制中的个体进行协同控制与任务分配，并且操作者可以通过计算机对群控制个体进行集中控制；
[0026]5、集群控制系统设置于所有抗冲击装置线路汇流连接处，通过通讯模块与磁流变抗冲击装置相连，结构简单有效。
附图说明
[0027]图1是本专利技术具体实施例中一种磁流变抗冲击装置集群控制系统示意图；
[0028]图2是本专利技术具体实施例中第一模糊控制算法流程示意图；
[0029]图3是本专利技术具体实施例中单个磁流变抗冲击装置控制系统示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本专利技术创造。
[0031]一种磁流变抗冲击装置集群控制方法，包括：
[0032]获取现场所有防冲液压支架磁流变抗冲击装置上传的模拟量和数字量信号，基于获取的所有信号通过第一模糊控制算法生成磁流变抗冲击装置协同作用的数量；
[0033]当冲击地压的冲击力大于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置增大自身阻尼力来吸收更多冲击能量以抵抗冲击；
[0034]当冲击地压的冲击力小于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置减小自身阻尼力来进行让位。
[0035]进一步的，所述模拟量和数字量信号包括速度、加速度、压力以及电流的动态数据。
[0036]进一步的，所述第一模糊控制算法生成磁流变抗冲击装置协同作用的数量方法包括：将获取的模拟量和数字量信号采用三角形隶属度函数模糊化处理，将模糊化处理后的数据再通过预设模糊规则进行模糊推理，然后将模糊推理后的数据通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁流变抗冲击装置集群控制方法，其特征在于，包括：获取现场所有防冲液压支架磁流变抗冲击装置上传的模拟量和数字量信号，基于获取的所有信号通过第一模糊控制算法生成磁流变抗冲击装置协同作用的数量；当冲击地压的冲击力大于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置增大自身阻尼力来吸收更多冲击能量以抵抗冲击；当冲击地压的冲击力小于预设冲击力阈值时，控制对应数量的磁流变抗冲击装置减小自身阻尼力来进行让位。2.根据权利要求1所述的一种磁流变抗冲击装置集群控制方法，其特征在于，所述模拟量和数字量信号包括速度、加速度、压力以及电流的动态数据。3.根据权利要求1所述的一种磁流变抗冲击装置集群控制方法，其特征在于，所述第一模糊控制算法生成磁流变抗冲击装置协同作用的数量方法包括：将获取的模拟量和数字量信号采用三角形隶属度函数模糊化处理，将模糊化处理后的数据再通过预设模糊规则进行模糊推理，然后将模糊推理后的数据通过普通加权平均法进行逆模糊，最后利用逆模糊后的数据确定协同动作的磁流变抗冲击装置数量，其中，预设模糊规则为现场多次试验后根据经验确定的规则。4.根据权利要求1所述的一种磁流变抗冲击装置集群控制方法，其特征在于，预设冲击力阈值为防冲液压支架额定工作压力的β倍，β取值根据实际工况从1.2、1.25、1.3、1.35、1.4五个数值中进行选取。5.根据权利要求1所述的一种磁流变抗冲击装置集群控制方法，其特征在于，磁流变抗冲击装置抗冲击方法包括：信号采集模块采集现场防冲液压支架磁流变抗冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，王雪亭，张继伟，陈萌，曾庆良，尚欢，王成乐，赵潇楚，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：