發(fā)布時間：2020-04-09 23:50

【摘要】：滾筒式采煤機是煤礦井下重要的采煤設(shè)備,其自動化程度直接影響到綜采工作面自動化水平。目前采煤機截割滾筒調(diào)高控制系統(tǒng)采用的主控閥普遍是電磁換向閥,該系統(tǒng)在大功率慣性負(fù)載情況下由于無法進行流量調(diào)節(jié)且穩(wěn)定性差很難適應(yīng)控制要求。自動化水平低也使得采煤機在開采時很難保證高效開采和安全作業(yè),因此提高其自動化水平顯得尤為重要。故運用電液比例技術(shù)對采煤機調(diào)高控制系統(tǒng)進行改造,以實現(xiàn)截割滾筒的自動調(diào)高。此外,隨著計算機仿真技術(shù)的不斷發(fā)展,多領(lǐng)域、多軟件協(xié)同仿真技術(shù)已是采煤機自動調(diào)高技術(shù)研究的重要技術(shù)手段。本文以MG200/446-WD型薄煤層采煤機為研究對象,對采煤機調(diào)高液壓控制系統(tǒng)進行研究,建立電液比例方向閥到調(diào)高液壓缸活塞桿位移的數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB/Simulink中進行建模仿真,對比不同的控制策略下系統(tǒng)的動態(tài)特性。然后在AMESim軟件中建立采煤機調(diào)高液壓控制系統(tǒng)模型,分析系統(tǒng)在開環(huán)和閉環(huán)時速度響應(yīng)和負(fù)載擾動速度響應(yīng)。在上述基礎(chǔ)上構(gòu)建MATLAB/Simulink和AMESim的電液比例調(diào)高系統(tǒng)的聯(lián)合仿真模型,通過不同控制策略進行仿真,分析了系統(tǒng)上調(diào)時速度響應(yīng)、負(fù)載擾動速度響應(yīng)仿真及滾筒在上調(diào)下調(diào)過程中速度響應(yīng)。再通過Solidworks軟件建立采煤機調(diào)高機構(gòu)部分的三維實體模型,并將模型導(dǎo)入到ADAMS軟件中,構(gòu)建采煤機調(diào)高機構(gòu)的機械動力學(xué)模型,結(jié)合實際礦井下采煤機工作情況對模型截割負(fù)載進行分析和模擬。最后運用ADAMS、AMESim和MATLAB軟件進行機械-液壓-控制三個不同領(lǐng)域的協(xié)同仿真,分析采煤機滾筒上調(diào)和搖臂整個擺動過程時系統(tǒng)的動態(tài)特性,并對比常規(guī)PID控制和單神經(jīng)元PID控制的控制效果。對于比較復(fù)雜的采煤機調(diào)高控制系統(tǒng),利用多個領(lǐng)域軟件進行協(xié)同仿真更具有真實性和可靠性。多領(lǐng)域協(xié)同仿真結(jié)果表明:采用常規(guī)PID控制策略時,由于滾筒上調(diào)時速度響應(yīng)慢超調(diào)較大且滾筒在下調(diào)過程中調(diào)高液壓缸活塞桿速度、無桿腔流量波動比較大,使得搖臂下調(diào)時產(chǎn)生抖動;而通過單神經(jīng)元PID控制策略對系統(tǒng)進行仿真,當(dāng)滾筒上調(diào)時速度響應(yīng)更快且在下調(diào)過程中活塞桿的速度、無桿腔流量波動也得到明顯改善。圖[76]表[8]參[63]
【圖文】：

在 2014 年國務(wù)院印發(fā)的官方文件中明確指出[2]：到 2020國的一次性能源消費總量中，煤炭使用占比重要求不能超過 62%。根據(jù)院、中國煤炭工業(yè)協(xié)會等國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)的研究成果表明，到 2030 年和保持煤炭使用比重預(yù)計在 55%和 50%[3-4]，由此可見國家各級部門對煤礦重視。而我國煤礦開采形勢比較嚴(yán)峻，，近年來煤炭開采使得資源浪費、及安全事故等因素越來越突出，與發(fā)達國家相比在一些關(guān)鍵技術(shù)上差距國內(nèi)大多數(shù)采煤機的自動化和信息化程度不高，煤礦井下人工作業(yè)偏多國內(nèi)煤礦井下安全事故也是時有發(fā)生，因此我國煤礦開展工作的當(dāng)務(wù)之采煤機的自動化和信息化程度，并朝著智能化方向發(fā)展，提高綜采工作程度。我國綜采工作面自動化技術(shù)也在快速發(fā)展，并且通過學(xué)者們不斷所成果也付諸了實踐，而采煤機自動化技術(shù)仍然沒有完全解決。目前對分類主要是區(qū)別于牽引機構(gòu)上，可分為電牽引式和液壓牽引式，如下圖 所示。一般情況下，電牽引式采煤機大多用于采高煤層，而液壓牽引式薄煤層使用比較多。

在 2014 年國務(wù)院印發(fā)的官方文件中明確指出[2]：到 2020國的一次性能源消費總量中，煤炭使用占比重要求不能超過 62%。根據(jù)院、中國煤炭工業(yè)協(xié)會等國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)的研究成果表明，到 2030 年和保持煤炭使用比重預(yù)計在 55%和 50%[3-4]，由此可見國家各級部門對煤礦重視。而我國煤礦開采形勢比較嚴(yán)峻，近年來煤炭開采使得資源浪費、及安全事故等因素越來越突出，與發(fā)達國家相比在一些關(guān)鍵技術(shù)上差距國內(nèi)大多數(shù)采煤機的自動化和信息化程度不高，煤礦井下人工作業(yè)偏多國內(nèi)煤礦井下安全事故也是時有發(fā)生，因此我國煤礦開展工作的當(dāng)務(wù)之采煤機的自動化和信息化程度，并朝著智能化方向發(fā)展，提高綜采工作程度。我國綜采工作面自動化技術(shù)也在快速發(fā)展，并且通過學(xué)者們不斷所成果也付諸了實踐，而采煤機自動化技術(shù)仍然沒有完全解決。目前對分類主要是區(qū)別于牽引機構(gòu)上，可分為電牽引式和液壓牽引式，如下圖 所示。一般情況下，電牽引式采煤機大多用于采高煤層，而液壓牽引式薄煤層使用比較多。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TD632

【參考文獻】

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本文編號：2621432