發(fā)布時(shí)間：2020-04-09 23:50

【摘要】：滾筒式采煤機(jī)是煤礦井下重要的采煤設(shè)備,其自動(dòng)化程度直接影響到綜采工作面自動(dòng)化水平。目前采煤機(jī)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(wú)法進(jìn)行流量調(diào)節(jié)且穩(wěn)定性差很難適應(yīng)控制要求。自動(dòng)化水平低也使得采煤機(jī)在開采時(shí)很難保證高效開采和安全作業(yè),因此提高其自動(dòng)化水平顯得尤為重要。故運(yùn)用電液比例技術(shù)對(duì)采煤機(jī)調(diào)高控制系統(tǒng)進(jìn)行改造,以實(shí)現(xiàn)截割滾筒的自動(dòng)調(diào)高。此外,隨著計(jì)算機(jī)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(jī)自動(dòng)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(jī)為研究對(duì)象,對(duì)采煤機(jī)調(diào)高液壓控制系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)行建模仿真,對(duì)比不同的控制策略下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。然后在AMESim軟件中建立采煤機(jī)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(shí)速度響應(yīng)和負(fù)載擾動(dòng)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(guò)不同控制策略進(jìn)行仿真,分析了系統(tǒng)上調(diào)時(shí)速度響應(yīng)、負(fù)載擾動(dòng)速度響應(yīng)仿真及滾筒在上調(diào)下調(diào)過(guò)程中速度響應(yīng)。再通過(guò)Solidworks軟件建立采煤機(jī)調(diào)高機(jī)構(gòu)部分的三維實(shí)體模型,并將模型導(dǎo)入到ADAMS軟件中,構(gòu)建采煤機(jī)調(diào)高機(jī)構(gòu)的機(jī)械動(dòng)力學(xué)模型,結(jié)合實(shí)際礦井下采煤機(jī)工作情況對(duì)模型截割負(fù)載進(jìn)行分析和模擬。最后運(yùn)用ADAMS、AMESim和MATLAB軟件進(jìn)行機(jī)械-液壓-控制三個(gè)不同領(lǐng)域的協(xié)同仿真,分析采煤機(jī)滾筒上調(diào)和搖臂整個(gè)擺動(dòng)過(guò)程時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,并對(duì)比常規(guī)PID控制和單神經(jīng)元PID控制的控制效果。對(duì)于比較復(fù)雜的采煤機(jī)調(diào)高控制系統(tǒng),利用多個(gè)領(lǐng)域軟件進(jìn)行協(xié)同仿真更具有真實(shí)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(shí),由于滾筒上調(diào)時(shí)速度響應(yīng)慢超調(diào)較大且滾筒在下調(diào)過(guò)程中調(diào)高液壓缸活塞桿速度、無(wú)桿腔流量波動(dòng)比較大,使得搖臂下調(diào)時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng);而通過(guò)單神經(jīng)元PID控制策略對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,當(dāng)滾筒上調(diào)時(shí)速度響應(yīng)更快且在下調(diào)過(guò)程中活塞桿的速度、無(wú)桿腔流量波動(dòng)也得到明顯改善。圖[76]表[8]參[63]
【圖文】：

在 2014 年國(guó)務(wù)院印發(fā)的官方文件中明確指出[2]：到 2020國(guó)的一次性能源消費(fèi)總量中，煤炭使用占比重要求不能超過(guò) 62%。根據(jù)院、中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)等國(guó)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)的研究成果表明，到 2030 年和保持煤炭使用比重預(yù)計(jì)在 55%和 50%[3-4]，由此可見國(guó)家各級(jí)部門對(duì)煤礦重視。而我國(guó)煤礦開采形勢(shì)比較嚴(yán)峻，，近年來(lái)煤炭開采使得資源浪費(fèi)、及安全事故等因素越來(lái)越突出，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比在一些關(guān)鍵技術(shù)上差距國(guó)內(nèi)大多數(shù)采煤機(jī)的自動(dòng)化和信息化程度不高，煤礦井下人工作業(yè)偏多國(guó)內(nèi)煤礦井下安全事故也是時(shí)有發(fā)生，因此我國(guó)煤礦開展工作的當(dāng)務(wù)之采煤機(jī)的自動(dòng)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(guó)綜采工作面自動(dòng)化技術(shù)也在快速發(fā)展，并且通過(guò)學(xué)者們不斷所成果也付諸了實(shí)踐，而采煤機(jī)自動(dòng)化技術(shù)仍然沒(méi)有完全解決。目前對(duì)分類主要是區(qū)別于牽引機(jī)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(jī)大多用于采高煤層，而液壓牽引式薄煤層使用比較多。

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【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273;TD632

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2621432