[发明专利]一种用于二柱式液压支架位姿检测与控制的方法

摘要

本发明涉及一种用于二柱式液压支架位姿检测与控制的方法，该方法借助由控制器、数据采集装置、第一加速度传感器、第二加速度传感器、行程传感器、激光测距仪、第一电磁比例阀和第二电磁比例阀组成的检控系统，利用加速度传感器、行程传感器、激光测距仪测量的数据传输给控制器，控制器根据最优动作规则表优选出最优动作方案，并采用PID控制规则对液压支架位姿进行实时全姿态控制，通过控制器控制电磁比例阀的开关和流量大小，以此调节实现液压支架升架过程的快速水平升、降架以及工作面顶板倾斜时的智能贴顶，提升了液压支架的升、移架速度及跟机速度；该系统同时具备位姿检测与控制系统，功能更多，性能更好，具有不可比拟的优势。

主权项

一种用于二柱式液压支架位姿检测与控制的方法，所述方法包括主要由控制器、数据采集装置、第一加速度传感器、第二加速度传感器、行程传感器、激光测距仪、第一电磁比例阀和第二电磁比例阀组成的检控系统，所述第一加速度传感器设置在液压支架的底座上，第二加速度传感器设置在液压支架的后连杆上，行程传感器设置在液压支架的平衡千斤顶内部，激光测距仪设置在液压支架的立柱上，第一电磁比例阀设置在液压支架平衡千斤顶液压控制回路上，第二电磁比例阀设置在液压支架立柱液压控制回路上，所述第一加速度传感器、第二加速度传感器、行程传感器、激光测距仪均与数据采集装置连接，数据采集装置与控制器连接，控制器还连接第一电磁比例阀和第二电磁比例阀，所述方法包括以下步骤，(1)信号采集：将第一加速度传感器测量的底座加速度、第二加速度传感器测量的后连杆加速度、行程传感器测取的平衡千斤顶长度、激光测距仪测取的立柱长度传输给数据采集装置，数据采集装置对接收的信号进行滤波处理后得到加速度、长度原始数据，并将加速度、长度原始数据传输给控制器；(2)数据处理：控制器根据接收到的加速度、长度原始数据，计算出液压支架底座的实时倾角、后连杆与底座的夹角以及液压支架实时行为位姿，并输出液压支架的实时行为位姿；然后，控制器根据液压支架操作人员动作指令及工作面顶板倾角，计算出液压支架所要达到的最终位姿，并对比液压支架当前行为位姿得出位移差，再根据最优动作规则表，以液压支架动作速度最快、用液量最省原则智能判定出液压支架最优动作方案，控制器根据位移差及设定的步进次数，计算出液压支架阶段步进值，并将阶段步进值设定为控制器的阶段目标参数值；(3)PID控制运算：控制器将阶段目标参数值与行程传感器和激光测距仪的实时检测数据对比，获取阶段目标参数值与实时检测数据的差值；(4)指令输出：控制器根据步骤(3)所述的差值，输出第一电磁比例阀、第二电磁比例阀的控制信号，控制信号控制第一电磁比例阀、第二电磁比例阀的运动方向和开口度大小以改变进出平衡千斤顶及立柱的流量，从而改变平衡千斤顶及立柱的长度，实现液压支架的位姿误差反馈控制，使液压支架逐步到达最终位姿。