[发明专利]一种采煤机滚筒自动调高的控制方法

说明书

本发明公开了一种采煤机滚筒自动调高的控制方法，所述自动调高控制方法是包含信号采集、数据处理、预见补偿模糊免疫PID运算以及指令输出四个步骤，引入模糊免疫PID算法，能自适应调整PID参数，明显减小调高系统的超调量，加快系统的响应速度，同时增加预见补偿环节，根据煤岩界面信息，对调高系统的调高控制量进行补偿，提高采煤机调高系统的动态性能。本调高控制策略提高了采煤机滚筒调高控制系统的控制精度，优化了调高系统的滞后性问题，有效解决了采煤机滚筒因未能及时调高而造成滚筒过高截割煤岩以及滚筒过低有剩煤浪费的问题，提高了滚筒式采煤机的采出效率。

技术领域

本发明涉及煤矿采掘机械技术领域，尤其是一种滚筒式采煤机的自动调高控制方法。

背景技术

目前，煤矿井下综采工作面采煤机大部分都是人工手动操作，由采煤机司机人眼识别煤岩界面结合操纵经验控制采煤机调高手柄或者按扭对采煤机摇臂进行升降调高，由于井下工况复杂，工作面粉层较大，司机难以准确控制采煤机滚筒沿着煤岩界面割煤，在采煤机截煤过程中，滚筒高于煤岩界面运行时，滚筒截割顶板导致煤炭中含矸量增多，降低煤炭质量，此外截割顶板导致调高机构以及截齿易受负载冲击，增加设备损耗；滚筒低于煤岩界面运行时，导致截割后仍有大量剩煤，降低采煤效率，国内外少数先进采煤机厂家采用记忆切割控制滚筒自动调高，在自动切割之前，首先由人工控制采煤机空载运行一次，将运行轨迹保存，以此作为采煤机滚筒进行轨迹跟踪的目标，但由于采煤机调高系统大惯性滞后性的特性，滚筒难以沿着煤岩界面自动截割。

中国专利文献CN104790948A公开了一种基于负载压力变化的采煤机滚筒自动调高方法，该方法采用连接在采煤机调高油缸无杆腔管路接头和有杆腔管路接头处的压力传感器检测油缸受到的压力信号，由此计算出调高油缸的负载压力和负载压力的变化率，并以负载压力和负载压力变化率为输入，电液比例阀的控制信号作为输出设计了模糊规则，模糊控制器计算出电液比例阀的控制信号，实现对调高油缸的自动控制，该方法通过压力传感器间接测量油缸负载压力，但油缸负载压力不仅和滚筒截割煤、岩有关，采煤机牵引速度变化、滚筒调高等都会造成油缸负载变化，因此很容易造成滚筒调高不准确，其精度无法保证。

中国专利文献CN103216233A公开了一种基于截割电机电流变化的采煤机自动调高方法，该方法由工人示范割第一刀，由安装在截割电机的电流传感器记录截割煤层和岩层的电流值分布，将此电流值作为界定煤层与岩层的依据，通过检测截割电机的电流波动范围，识别煤岩层，实现采煤机滚筒的自动调整，该方法可以控制采煤机滚筒沿着煤岩界面自动调整，提高采出率，但井下作业环境复杂，其自动调高的控制精度难以保证。

因此，亟需设计一种受外界干扰小，调高控制精度高的采煤机滚筒自动调高的控制方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种采煤机滚筒自动调高的控制方法，其技术方案如下。

一种采煤机滚筒自动调高的控制方法，本控制方法包括由预见补偿模糊免疫PID控制器、数据采集装置、滚筒高度检测单元和电液比例阀组成的控制系统，其中，所述滚筒高度检测单元，包括但不限于安装于摇臂处的倾角传感器；所述数据采集装置与预见补偿模糊免疫PID控制器连接，所述预见补偿模糊免疫PID控制器和电液比例阀连接；本控制方法包括信号采集、数据处理、预见补偿模糊免疫PID运算、指令输出，其中：

（1）信号采集：所述倾角传感器测量摇臂倾角信号并将摇臂倾角信号传输给数据采集装置，所述数据采集装置对倾角信号滤波处理后得到摇臂的倾角原始数据，并将倾角原始数据传输给控制器。

（2）数据处理：所述预见模糊免疫PID控制器的内部程序根据接收的倾角原始数据计算出滚筒当前的高度信息，并根据采煤机实时高度信息与滚筒高度目标值计算调高误差大小；根据煤岩界面信息，计算当前时刻到未来MR步的滚筒高度目标值与前一项目标值的差值。