机载钻臂钻锚的自适应控制方法以及控制系统技术方案

本申请公开了一种机载钻臂钻锚的自适应控制方法以及控制系统。其中方法包括：响应于针对液压系统之中各电磁阀的启动使能信号，根据预先建立的经验模型确定各电磁阀的初始开口参量；在各电磁阀基于初始开口参量进行动作时，获取检测单元实时采集的整定信号；将实时采集的整定信号作为参考变量，实时计算适用于实际工况的控制各电磁阀的控制参数，并根据控制参数调节各电磁阀的开度；根据液压系统的压力信号作为反馈信号对各电磁阀的开口参量进行修正。本申请可以改善锚护工的作业环境，提高支护效率和安全性，为数字化矿山提供设备机载钻臂的锚护信息，从而提高了液压系统锚护作业的可靠性和有效性。业的可靠性和有效性。业的可靠性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
机载钻臂钻锚的自适应控制方法以及控制系统


[0001]本申请涉及煤矿井下开拓设备控制
，尤其涉及一种机载钻臂钻锚的自适应控制方法以及自适应控制系统。

技术介绍

[0002]随着新工艺、新材料和新技术的不断发展，工作面上掘进运输类设备机械化和自动化程度越来越高，一些设备不仅具有掘、运、破碎，而且还具有锚杆支护功能。根据不同的地质条件，设备上配置不同的钻臂数量。然而，钻臂的钻孔和锚杆支护流程由液压系统控制，锚护人员站在设备上通过液压手柄手动操作换向阀，根据钻臂钻锚钻锚的动作规律，驱动钻臂上多个油缸的动作。锚护为全液压系统操作，而且机载钻臂上油缸的动作依靠人工操作来完成，可靠性低、锚护时间长、故障率高、自动化程度差。

技术实现思路

[0003]本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的第一个目的在于提出一种机载钻臂钻锚的自适应控制方法。该方法可以改善锚护工的作业环境，提高支护效率和安全性，为数字化矿山提供设备机载钻臂的锚护信息，从而提高了液压系统锚护作业的可靠性和有效性。
[0005]本申请的第二个目的在于提出一种机载钻臂钻锚的自适应控制系统。
[0006]为达到上述目的，本申请第一方面实施例提供了一种机载钻臂钻锚的自适应控制方法，包括：
[0007]响应于针对液压系统之中各电磁阀的启动使能信号，根据预先建立的经验模型确定所述各电磁阀的初始开口参量；
[0008]在所述各电磁阀基于所述初始开口参量进行动作时，获取检测单元实时采集的整定信号；
[0009]将所述实时采集的整定信号作为参考变量，实时计算适用于实际工况的控制所述各电磁阀的控制参数，并根据所述控制参数调节所述各电磁阀的开度；
[0010]根据所述液压系统的压力信号作为反馈信号对所述各电磁阀的开口参量进行修正。
[0011]本申请第二方面实施例提供了一种机载钻臂钻锚的自适应控制系统，包括：
[0012]控制单元，用于响应于针对液压系统之中各电磁阀的启动使能信号，根据预先建立的经验模型确定所述各电磁阀的初始开口参量；
[0013]电磁阀执行单元，用于基于所述初始开口参量执行对应电磁阀进行动作；
[0014]检测单元，用于在所述各电磁阀基于所述初始开口参量进行动作时，实时采集整定信号；
[0015]所述控制单元，还用于获取所述检测单元实时采集的整定信号，并将所述实时采集的整定信号作为参考变量，实时计算适用于实际工况的控制所述各电磁阀的控制参数，
并根据所述控制参数调节所述各电磁阀的开度，以及根据所述液压系统的压力信号作为反馈信号对所述各电磁阀的开口参量进行修正。
[0016]根据本申请实施例的技术方案，可响应于针对液压系统之中各电磁阀的启动使能信号，根据预先建立的经验模型确定各电磁阀的初始开口参量，在各电磁阀基于初始开口参量进行动作时，获取检测单元实时采集的整定信号，并将实时采集的整定信号作为参考变量，实时计算适用于实际工况的控制各电磁阀的控制参数，并根据控制参数调节各电磁阀的开度，以及根据液压系统的压力信号作为反馈信号对各电磁阀的开口参量进行修正，以最终实现钻臂钻孔和锚固作业的自适应控制，可以改善锚护工的作业环境，提高支护效率和安全性，为数字化矿山提供设备机载钻臂的锚护信息，从而提高了液压系统锚护作业的可靠性和有效性。
[0017]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0018]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1为本申请实施例提供的一种机载钻臂钻锚的自适应控制方法的流程图。
[0020]图2是根据本申请实施例的机载钻臂钻锚的自适应控制方法的控制状态示意图。
[0021]图3为本申请实施例提供的一种机载钻臂钻锚的自适应控制系统的结构框图。
[0022]图4为本申请实施例提供的另一种机载钻臂钻锚的自适应控制系统的结构框图。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0024]下面参考附图描述本申请实施例的机载钻臂钻锚的自适应控制方法以及控制系统。
[0025]图1为本申请实施例提供的一种机载钻臂钻锚的自适应控制方法的流程图。如图1所示，该机载钻臂钻锚的自适应控制方法可以包括如下步骤。
[0026]在步骤101中，响应于针对液压系统之中各电磁阀的启动使能信号，根据预先建立的经验模型确定各电磁阀的初始开口参量。
[0027]需要说明的是，本申请实施例的机载钻臂钻锚的自适应控制方法可应用于本申请实施例的机载钻臂钻锚的自适应控制系统。其中，该自适应控制系统以电磁阀作为执行单元，以多种传感器融合作为检测单元，以带有PID调节功能的控制器作为控制单元。本申请实施例的机载钻臂钻锚的自适应控制方法的执行主体可为上述控制单元。
[0028]在本申请实施例中，该机载钻臂钻锚的自适应控制系统还可包括微型操作面板。其中，该微型操作面板上集成多控制按钮，该微型操作面板的通信链路可为CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线，即微型操作面板可通过CAN总线与系统中的其他单元进行通信。在本实施例中，微型操作面板上的每一控制按钮作为电磁阀控
制使能信号。微型操作面板可用于接收用户(如锚护人员)针对电磁阀的操作。也就是说，用户可通过微型操作面板上的控制按钮操作对应的电磁阀，以生成对应电磁阀的控制使能信号。
[0029]在本步骤中，控制单元在接收到微型操作面板发送的针对各电磁阀的启动使能信号，可根据预先建立的经验模型确定出各电磁阀的初始开口参量。
[0030]需要说明的是，在一些实施例中，经验模型可理解是传统机械式锚钻系统操作人员经验数据库。可以理解，传统机械式锚钻系统完整作业主要包括两个流程：钻孔和锚固。因此，该经验模型的建立主要依据人工完整操作锚钻系统钻孔和锚固整套流程作为一个循环，以每一循环为组，记录多组机械式系统的实时压力参数、实时扭矩参数、实时转速参数、实时位移参数、实时接近开关参数为基础数据，并记录所述多组机械式系统中的各电磁阀开口参量，建立多组机械式系统的基础数据与各电磁阀开口参量之间的映射关系，完成所述经验模型的建立。
[0031]在一些实施例中，所述根据预先建立的经验模型确定出各电磁阀的初始开口参量的具体实现过程可如下：确定针对压力参数、扭矩参数、转速参数、位移参数和接近开关参数分别对应的目标值，并按照针对压力参数、扭矩参数、转速参数、位移参数和接近开关参数分别对应的目标值，从经验模型中确定出各电磁阀的初始开口参量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载钻臂钻锚的自适应控制方法，其特征在于，包括：响应于针对液压系统之中各电磁阀的启动使能信号，根据预先建立的经验模型确定所述各电磁阀的初始开口参量；在所述各电磁阀基于所述初始开口参量进行动作时，获取检测单元实时采集的整定信号；将所述实时采集的整定信号作为参考变量，实时计算适用于实际工况的控制所述各电磁阀的控制参数，并根据所述控制参数调节所述各电磁阀的开度；根据所述液压系统的压力信号作为反馈信号对所述各电磁阀的开口参量进行修正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整定信号包括：位移信号，所述位移信号是指钻臂钻箱部分沿轨道上下滑动距离轨道最底部分的距离信号；转速信号，所述转速信号是指所述钻箱的实时转速信号；接近开关信号，所述接近开关信号是指判定所述钻臂钻箱滑移位置是否到轨道顶端的开关信号；扭矩信号，所述扭矩信号是指所述钻臂的实时扭矩信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述液压系统的压力信号作为反馈信号对所述各电磁阀的开口参量进行修正，包括：根据所述液压系统的压力信号，判断当前实际工况处于钻孔作业流程还是锚固作业流程；根据所述当前实际工况所处的不同作业流程，对所述各电磁阀的开口参量进行修正。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式建立所述经验模型：依据人工完整操作锚护系统钻孔和锚固整套流程作为一个循环，以每一循环为组，记录多组机械式系统的实时压力参数、实时扭矩参数、实时转速参数、实时位移参数、实时接近开关参数为基础数据，并记录所述多组机械式系统中的各电磁阀开口参量；建立所述多组机械式系统的基础数据与所述各电磁阀开口参量之间的映射关系，完成所述经验模型的建立。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据预先建立的经验模型确定所述各电磁阀的初始开口参量，包括：确定针对压力参数、扭矩参数、转速参数、位移参数和接近开关参数分别对应的目标值；按照针对压力参数、扭矩参数、转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，唐会成，王威，程凤霞，郝亚明，原钢，任晓文，赵海伟，王恒，裴磊磊，党林兵，崔增来，马天洲，黄海飞，李再有，
申请(专利权)人：山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：