[发明专利]一种连采机快速准直控制方法

摘要

一种连采机快速准直控制方法，连采机通过安装于其上的陀螺仪、加速度计和里程计测得的连采机的运动轨迹信息，通过光缆传输给上位机，上位机实时的反映出高精度的连采机运动轨迹信息，实时对反馈回来的连采机运动轨迹与既定的运动轨迹进行比较，并通过上位机的运算处理后，并实时修正连采机运动方向；本发明所述的方法实用性强，克服了激光准直方法在实际应用中存在的局限性和GPS导航系统准直方法受矿道中复杂工作环境的影响，实现采煤机直线掘进；该方法的好处在于系统测量结果精确，为技术人员提供高精度的采煤机运动轨迹信息，并且能够根据实时直线度情况指导工作人员修正采煤机的工作方向。

主权项

1.一种连采机快速准直控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：连采机在煤层工作面的采煤巷道巷道口，首先将三轴光纤陀螺仪以及加速度计安装在连采机的顶部，里程计器安装于连采机的行走部，三轴光纤陀螺仪以及加速度计和里程计分别通过数据连接线与上位机进行通信；经三轴光纤陀螺仪以及加速度计和里程计测量后，上位机获得连采机的初始位置和姿态信息，通过上位机运算处理后，获得连采机在东北天坐标系下的初始位置和姿态信息，并通过连采机的初始位置坐标和目标位置坐标拟合出一条连采机既定的运动轨迹；步骤二：晃动基座下，采用惯性系对准方法，确定连采机的初始姿态信息，即姿态矩阵初始值步骤三：通过安装在连采机行走部的里程计实时测得的连采机的位移信息，并以一个采样周期t内的平均速度作为连采机里程计输出的速度信息；步骤四：通过三轴光纤陀螺仪及加速度计实时测得的连采机位于连采机坐标系下的运动角速度和加速度信息，通过上位机的时间积分运算更新姿态矩阵位置信息及速度信息；步骤五：通过三轴光纤陀螺仪及加速度计实时测得的连采机在连采机坐标系下的运动角速度和加速度信息，通过上位机的转换运算处理获得连采机在东北天坐标系下的连采机速度信息，建立系统状态方程；步骤六：通过安装在连采机行走部的里程计实时测得的连采机的位移信息，并在以一个采样周期T内的平均速度作为连采机里程计输出的速度信息，通过上位机的投影转换运算处理获得连采机在东北天坐标系下的速度信息，建立系统测量方程；步骤七：上位机通过快速卡尔曼滤波算法程序，将三轴光纤陀螺仪、三轴加速度计和里程计测得的数据进行数据融合，获得更精确的在东北天坐标系下的速度信息Vn(t)；步骤八：上位机根据航位推算原理建立连采机的方位方程，通过连采机的方位方程获得高精度的当前实时连采机的姿态和位置信息，将实时的连采机的姿态和位置信息和步骤一拟合的连采机既定的运动轨迹进行比较，得到误差信息，通过上位机对误差信息进行运算处理后，给连采机发送控制信号控制连采机运动方向。