单机及成组液压支架姿态监测方法和系统研究

摘要

煤矿是支撑国民经济发展的重要组成部分，长期以来国内外围绕提高煤矿的开采效率做了大量的科研工作，使得综采设备在井下得到大规模应用。液压支架在井下起支撑的作用，保证其正常运行也就保证了其他综采设备的正常运行和操作人员的安全，从而才能使得整个采煤过程的顺利进行。通过对液压支架姿态进行监测可以有效降低故障率，但目前姿态的监测方法存在很多问题，大多只能监测单台支架、无法对成组支架的监测数据进行融合分析，姿态计算不准确，监测系统不完善，监测不及时等问题。 本文利用互联网信息技术，数据融合及分析技术、传感器技术、人机交互等技术，将单机及成组液压支架作为研究对象，并以单机及成组支架的姿态监测方法为核心建立液压支架姿态监测系统，达到监测系统更加完善，监测更加及时有效的目的。 首先，将测量角度转换为计算角度，以此作为多角度平均值算法的计算数据对单台液压支架实际工况下的姿态进行解析。其次，在单台液压支架的基础上提出了一种基于灰色马尔科夫理论的液压支架记忆姿态监测方法。该方法采用灰色马尔科夫理论，根据液压支架监测值得出记忆姿态相关参数预测值，实现横向、纵向、成组监测。之后，以组态王为开发环境，SQL Server和Matlab为工具，单机及成组液压支架姿态的监测方法为核心建立姿态监测系统，该系统包含了单机、成组、视频、报表和报警等系统。最后根据实际工况下液压支架的支撑状态建立试验平台，模拟液压支架的运行过程，采集相应的数据，对监测方法和系统进行验证，结果表明该系统不仅能够对实际工况下单机及成组液压支架的姿态进行监测，而且监测过程更加及时准确，大大降低井下事故的发生。 本文得到的结论为：提出一种多角度融合算法对液压支架姿态进行解析。多角度的融合和考虑传感器测量角度与预测角度的误差对单台液压支架姿态进行分析，提高了姿态计算的精度；提出了基于灰色马尔科夫理论的液压支架记忆姿态监测方法，该监测方法对数据进行融合，不仅能够对成组液压支架姿态进行监测，而且提高数据的利用效率。在灰色理论的基础上运用马尔科夫理论，利用实际数据代替预测数据提高预测姿态的准确性，此种方法也使得对液压支架姿态的监测更加及时；建立了液压支架姿态监测系统，其包含单台液压支架在实际工况下可能出现的姿态，并对单台液压支架各个相关数据和成组液压支架姿态进行监测，使得监测范围更加全面，符合实际情况，有效减低事故的发生。通过建立试验台验证了该方法及系统的有效性。

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