液壓支架智能控制系統(tǒng)研究.pdf

1、液壓支架電液控制系統(tǒng)的使用使得液壓支架的移架速度大大提升，是實現(xiàn)綜采工作面高效高產(chǎn)的最有效技術(shù)途徑。但是傳統(tǒng)的電液控制系統(tǒng)對于液壓支架中存在的非線性環(huán)節(jié)和不確定因素進(jìn)行控制時存在有一定局限性，因此，如何將解決高度非線性和不確定性問題的智能控制理論與液壓支架電液控制系統(tǒng)相結(jié)合，使液壓支架的控制向智能化方向發(fā)展成為一個重要的研究課題。
　　本文針對液壓支架電液控制系統(tǒng)在實際使用中所存在問題進(jìn)行深入分析，找出傳統(tǒng)電液支架控制中的不足之處

2、，利用智能算法對其改進(jìn)，并通過實驗和仿真對改進(jìn)結(jié)果進(jìn)行驗證。論文圍繞著液壓支架向智能化方向發(fā)展所需解決的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了以下研究:
　　首先，針對井下綜采工作面液壓支架數(shù)量多、架間布線任務(wù)繁重、通訊數(shù)據(jù)量大、串口通訊速度較慢以及通訊電纜易受磨損，影響信號傳輸?shù)葘嶋H問題，提出將無線通訊技術(shù)應(yīng)用于液壓支架之間的通訊，實現(xiàn)支架通訊無線化，并利用遺傳算法對無線網(wǎng)絡(luò)通訊時路由節(jié)點的選擇進(jìn)行智能優(yōu)化，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的自診斷和自修復(fù)功能。通過實

3、驗驗證，將無線射頻模塊嵌入液壓支架控制器并作為無線網(wǎng)絡(luò)中的通訊節(jié)點，在運行時可以自動尋找網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的其他節(jié)點，將其加入網(wǎng)絡(luò)并自動下裝程序，程序運行后能夠順利組網(wǎng)并實現(xiàn)準(zhǔn)確通訊。該網(wǎng)絡(luò)具有自動診斷和自動修復(fù)功能，能夠診斷并修復(fù)故障節(jié)點，保持網(wǎng)絡(luò)通訊不受影響;
　　其次，在進(jìn)行無線通訊時，原始信號在實際采集和傳輸中可能被噪聲污染，利用平移不變量小波去噪的方法對采集信號進(jìn)行預(yù)處理，有效地抑制了噪聲信號的干擾。在上述處理的基礎(chǔ)上，利用

4、基于自適應(yīng)時頻分析方法（HHT）對無線通訊信號中的諧波/間諧波進(jìn)行檢測，在很大程度上提高了檢測精度，同時，利用支持向量機(jī)對HHT在應(yīng)用中存在的端點效應(yīng)問題進(jìn)行了抑制，取得了良好的效果。通過仿真驗證，該方法具有可行性;
　　再次，在對液壓支架在推移過程中推移位移不同步的影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將支持向量機(jī)分別與交叉驗證算法、遺傳算法和混沌粒子群算法融合后形成的融合智能算法應(yīng)用于液壓支架推移控制系統(tǒng)模型的建立。通過對模型的訓(xùn)練和數(shù)據(jù)

5、測試，證明該模型對液壓支架的推移位移不同步現(xiàn)象具有一定改善作用。該模型在控制方式上提高了自動化程度，使液壓支架的推移控制向智能化方向發(fā)展;
　　最后，在利用粗糙集對固定幀格式數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性約簡的基礎(chǔ)上，通過組態(tài)軟件和VC開發(fā)環(huán)境分別建立液壓支架智能監(jiān)控系統(tǒng)框架，并在支架監(jiān)控系統(tǒng)框架內(nèi)解決不同通訊協(xié)議設(shè)備之間的通訊問題以及液壓支架監(jiān)控系統(tǒng)中通訊數(shù)據(jù)量大和傳輸速度慢等問題。通過實驗驗證，該支架智能監(jiān)控系統(tǒng)開始運行后，可以自動識別不同的通

6、訊協(xié)議，并且可以在不同通訊協(xié)議的支架設(shè)備之間建立通訊，同時有效地簡化了監(jiān)控系統(tǒng)中通訊時的數(shù)據(jù)量，使得數(shù)據(jù)傳輸通道通暢且通訊速度大大提高。
　　論文圍繞液壓支架控制系統(tǒng)智能化進(jìn)行研究，取得了以下創(chuàng)新成果:
　　(1)提出將ZigBee無線通訊技術(shù)應(yīng)用于液壓支架之間的通訊，并利用遺傳算法對無線網(wǎng)絡(luò)通訊時路由節(jié)點的選擇進(jìn)行智能優(yōu)化;
　　(2)提出基于自適應(yīng)時頻分析(HHT)的無線通訊信號諧波/間諧波檢測方法及利用支持向量機(jī)