一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制方法，步骤1，液压支架布设姿态感知传感器；步骤2，建立放煤口开度K计算模型；步骤3，设置放煤口开度的梯度级别为十级，根据放煤口开度的梯度级别、尾梁伸缩长度L3的调整量、尾梁俯仰角γ的控制量、连杆俯仰角β的控制量建立开度控制对照表；根据开度控制对照表，进行放煤口开度控制。本发明专利技术的放煤口开度控制方法，依据液压支架底座俯仰角、连杆俯仰角、尾梁俯仰角及插板伸收量来计算放煤口开度，根据放煤口开度计算公式，提出影响开度的参数因子，实现在放煤过程中，能够根据煤量信息给出支架放煤口比例。息给出支架放煤口比例。息给出支架放煤口比例。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制方法


[0001]本专利技术属于井下厚煤层开采自动化
，具体的说，涉及了一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制方法。

技术介绍

[0002]在煤矿生产中，综放工作面放煤工作一直都有人工来完成，放煤时全凭工人的经验，近年来随着煤矿智能化的发展，自动化放煤呈现出按照设定参数程序放煤，记忆放煤等自动放煤方法，但这些放煤方法都是间接式放煤，放煤过程具有滞后性，但综放工作面往往煤层赋存条件较为复杂，并且存在俯采，仰采的变化，导致自动放煤效果较差，无法满足智能化放煤的要求。
[0003]本领域还提出了多种大数据分析放煤的自动化放煤方法。然而，现有自动化方法都需要建立数学模型，由于井下综采工作面的属性是不断变化的，该数学模型就需要不断的修正，而模型的修正和参数边界条件的设定需要专业技术人员才能完成，且必须根据不同区域的情况进行定制完成，因此，推广应用起来技术要求较高，无法大面积推广实用。
[0004]也有采用视频监视图像识别的自动化放煤方法，然而需要设计专门的视频监视图像识别算法，受识别准确度的影响较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1，液压支架布设姿态感知传感器；
[0009]在底座布设第一倾角传感器，以感知液压支架底座的俯仰角α；在连杆布设第一倾角传感器，以感知液压支架连杆的俯仰角β；在尾梁布设第二倾角传感器，以感知液压支架尾梁的俯仰角γ；在插板布设位移传感器，以感知液压支架插板的位移量L3；
[0010]步骤2，建立放煤口开度K计算模型；
[0011]从底座和连杆的转轴中点向底座底面作垂线，以垂足为原点建立坐标系；
[0012]设液压支架底座的高度为L1；液压支架连杆的长度为L2；液压支架尾梁的长度为L3；
[0013]按照煤量垂直落放，计算放煤口开度为：
[0014][0015]其中，L3max为尾梁最大长度，L3min为尾梁最小长度，B为连杆最小角度；B
’
为连杆最大角度；R为尾梁最小角度；R
’
为尾梁最大角度；Dx为D点在X轴的位置，Dxmin为D点在X轴的最小位置，Dxmax为D点在X轴的最大位置；D点为尾梁的末端；
[0016]有L2*(cosB
‑
cosB
′
)+L3max*cosR
‑
L3min*cosR
′
为常数，记为常数P，则获得放煤口开度：
[0017][0018]步骤3，进行放煤口开度控制
[0019]设置放煤口开度的梯度级别为十级，根据放煤口开度的梯度级别、尾梁伸缩长度L3的调整量、尾梁俯仰角γ的控制量、连杆俯仰角β的控制量建立开度控制对照表；
[0020]开度控制对照表如下表所示：
[0021]序号开度减少L3控制量增大γ控制量增大β控制量1一级开度1/3*L3max002二级开度2/3*L3max003三级开度L3max004四级开度L3max1/3*(R
’‑
R)05五级开度L3max2/3*(R
’‑
R)06六级开度L3max(R
’‑
R)07七级开度L3max(R
’‑
R)1/4*(B
’‑
B)8八级开度L3max(R
’‑
R)2/4*(B
’‑
B)9九级开度L3max(R
’‑
R)3/4*(B
’‑
B)10十级开度L3max(R
’‑
R)(B
’‑
B)
[0022]根据开度控制对照表，进行放煤口开度控制。
[0023]本专利技术第二方面提供了一种基于所述多部件姿态感知的放煤口开度控制方法的放煤控制方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1，煤量监测系统监测当前瞬时后溜煤量；
[0025]步骤2，集控系统根据当前瞬时后溜煤量，计算单个液压支架放煤时间内平均运煤量；
[0026]步骤3，集控系统根据当前瞬时后溜煤量，计算单个液压支架放煤时间内平均运煤量作为当前运煤量，获得当前执行的煤量梯度；再根据后溜运量模型，计算下一阶段预期煤量梯度；
[0027]步骤4，液压支架的控制器比较当前执行的煤量梯度与下一阶段预期煤量梯度，如果煤量梯度上升，则控制放煤口开度上升一级梯度级别，当煤量梯度为最大等级时，放煤口开度保持不变；如果煤量梯度下降，则控制放煤口开度下降一级梯度级别。
[0028]本专利技术第三方面提供了一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制系统，包括液压支架控制器以及与液压支架控制器采集连接的姿态感知传感器；
[0029]在液压支架底座布设第一倾角传感器，以感知液压支架底座的俯仰角α；在液压支架连杆布设第一倾角传感器，以感知液压支架连杆的俯仰角β；在液压支架尾梁布设第二倾角传感器，以感知液压支架尾梁的俯仰角γ；在液压支架插板布设位移传感器，以感知液压
支架插板的位移量L3；
[0030]液压支架控制器，用于建立放煤口开度K计算模型：
[0031]从底座和连杆的转轴中点向底座底面作垂线，以垂足为原点建立坐标系；
[0032]设液压支架底座的高度为L1；液压支架连杆的长度为L2；液压支架尾梁的长度为L3；
[0033]按照煤量垂直落放，计算放煤口开度为：
[0034][0035]其中，L3max为尾梁最大长度，L3min为尾梁最小长度，B为连杆最小角度；B
’
为连杆最大角度；R为尾梁最小角度；R
’
为尾梁最大角度；Dx为D点在X轴的位置，Dxmin为D点在X轴的最小位置，Dxmax为D点在X轴的最大位置；D点为尾梁的末端；
[0036]有L2*(cosB
‑
cosB
′
)+L3max*cosR
‑
L3min*cosR
′
为常数，记为常数P，则获得放煤口开度：
[0037][0038]液压支架控制器，还用于根据建立的放煤口开度K计算模型，进行放煤口开度控制：
[0039]设置放煤口开度的梯度级别为十级，根据放煤口开度的梯度级别、尾梁伸缩长度L3的调整量、尾梁俯仰角γ的控制量、连杆俯仰角β的控制量建立开度控制对照表；
[0040]开度控制对照表如下表所示：
[0041][0042][0043]根据开度控制对照表，进行放煤口开度控制。
[0044]本专利技术第四方面提供了一种基于所述多部件姿态感知的放煤口开度控制系统的
放煤控制系统，包括：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，液压支架布设姿态感知传感器；在连杆布设第一倾角传感器，以感知液压支架连杆的俯仰角β；在尾梁布设第二倾角传感器，以感知液压支架尾梁的俯仰角γ；在插板布设位移传感器，以感知液压支架插板的位移量L3；步骤2，建立放煤口开度K计算模型；在支架水平放置时，从底座和连杆的转轴中点向底座底面作垂线，以垂足为原点建立坐标系；设液压支架底座的高度为L1；液压支架连杆的长度为L2；液压支架尾梁的长度为L3；按照煤量垂直落放，计算放煤口开度为：其中，L3max为尾梁最大长度，L3min为尾梁最小长度，B为连杆最小角度；B
’
为连杆最大角度；R为尾梁最小角度；R
’
为尾梁最大角度；Dx为D点在X轴的位置，Dxmin为D点在X轴的最小位置，Dxmax为D点在X轴的最大位置；D点为尾梁的末端；有L2*(cosB
‑
cosB
′
)+L3max*cosR
‑
L3min*cosR
′
为常数，记为常数P，则获得放煤口开度：步骤3，进行放煤口开度控制设置放煤口开度的梯度级别为十级，根据放煤口开度的梯度级别、尾梁伸缩长度L3的调整量、尾梁俯仰角γ的控制量、连杆俯仰角β的控制量建立开度控制对照表；开度控制对照表如下表所示：序号开度减少L3控制量增大γ控制量增大β控制量1一级开度1/3*L3max002二级开度2/3*L3max003三级开度L3max004四级开度L3max1/3*(R
’‑
R)05五级开度L3max2/3*(R
’‑
R)06六级开度L3max(R
’‑
R)07七级开度L3max(R
’‑
R)1/4*(B
’‑
B)8八级开度L3max(R
’‑
R)2/4*(B
’‑
B)9九级开度L3max(R
’‑
R)3/4*(B
’‑
B)10十级开度L3max(R
’‑
R)(B
’‑
B)根据开度控制对照表，进行放煤口开度控制。2.一种基于权利要求1所述多部件姿态感知的放煤口开度控制方法的放煤控制方法，
其特征在于，包括以下步骤：步骤1，煤量监测系统监测当前瞬时后溜煤量；步骤2，集控系统按照运煤量大小分为10个煤量梯度；步骤3，集控系统根据当前瞬时后溜煤量，计算单个液压支架放煤时间内平均运煤量作为当前运煤量，获得当前执行的煤量梯度；再根据后溜运量模型，计算下一阶段预期煤量梯度；步骤4，液压支架的控制器比较当前执行的煤量梯度与下一阶段预期煤量梯度，如果煤量梯度上升，则控制放煤口开度上升一级梯度级别，当煤量梯度为最大等级时，放煤口开度保持不变；如果煤量梯度下降，则控制放煤口开度下降一级梯度级别。3.一种基于多部件姿态感知的放煤口开度控制系统，其特征在于：包括液压支架控制器以及与液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张幸福，王海瑞，刘青红，杨龙，朱轩成，李蒙蒙，
申请(专利权)人：中铝宁夏能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：