一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法及系统，该方法将全连续运移系统输送机的执行机构运动轨迹划分为多个位姿特征测量点，求取所有测量点的综合误差和加速度误差以及控制参数进而建立控制参数模糊判断规则；然后测量计算执行机构某次运动时的测量点的综合误差和加速度误差，并从控制参数模糊判断规则中得到相应控制参数区间并寻优得到优化后的控制参数；在执行机构经过每个测量点时采用优化后的控制参数进行优化调节，实现执行机构的精准位姿控制；并进一步实现多个执行机构的复合控制和多个输送机间的配合控制。本发明专利技术能实现全连续运移系统的相互配合，自动化施工效率高，作业精度高，能快速完成转载施工作业。成转载施工作业。成转载施工作业。

【技术实现步骤摘要】
一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法及系统


[0001]本专利技术属于露天煤矿全连续运移系统控制
，涉及一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法及系统。

技术介绍

[0002]目前露天煤矿全连续运移系统主要负责露天煤矿开采后的煤矿转载运输，由于各设备在转移运输时，普遍采用多组执行机构进行工作，行走必然会产生位置、速度和方向误差，导致拉扯各输送机的主体结构，影响输送机的使用寿命，同时各设备间的相互配合也会对整个系统的输送效率和精度有很大影响。目前各输送机在转移运输时普遍采用多个执行机构进行依次独立驱动转移，转移过程中需要对各执行机构单独控制运动，即第一个执行机构前进一段距离后，第二个执行机构再前进相同一段距离，依次完成所有执行机构的前进相同距离，从而实现单个输送机的转移，但是该方法存在作业效率低，劳动强度大，操作繁琐，安全性差等问题，同时各输送机间无法实现同步协调控制，实现多执行机构的协同行走并控制行走误差是解决全连续运移系统精准运移首要解决的技术难题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法及系统，以实现全连续运移系统的精准控制。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0005]一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法，该方法能实现对全连续开采系统各输送机的精准位姿控制和各输送机间的精准匹配控制；包括：
[0006]a，执行机构的精准位姿控制：首先将输送机的执行机构整个运动轨迹划分为多个位姿特征测量点，求取所有测量点的综合误差和加速度误差以及执行机构的控制参数进而建立控制参数模糊判断规则；然后测量并计算出执行机构某次运动时的位姿特征测量点的综合误差和加速度误差，并从控制参数模糊判断规则中得到相应控制参数区间并寻优得到优化后的控制参数；在执行机构经过每个位姿特征测量点时采用优化后的控制参数进行优化调节，从而在所有位姿特征测量点处进行精准调节控制参数，实现执行机构的精准位姿控制；
[0007]b，多个执行机构的复合控制：分别求取多个执行机构各自的综合误差和加速度误差，加权得到每个执行机构的判别误差，并采用同一判别误差标准对各执行机构的判别误差进行调节，根据调节后的判别误差推出调节后的综合误差和加速度误差，从控制参数模糊判断规则中对应得到各执行机构优化后的控制参数调节对应的执行机构，从而确保各执行机构同步运动；
[0008]c，多个输送机间的配合控制：求取各输送机两两对接处的位置偏差量和煤料误差量，加权得到输送机判别误差，当输送机判别误差超过设定值时，对输送机的各执行机构进行复合控制调节，从而实现各输送机间的精准匹配控制。
与m
5γ
为所有控制参数中最小值和最大值，m
γ
、m
2γ
、m
3γ
、m
4γ
为所有控制参数中的数值，且m1＜m
γ
＜m
2γ
＜m
3γ
＜m
4γ
＜m
5γ
；γ为所有控制参数中的总数据个数除以5的商的整数，前4个区间内的数据个数均为γ个，最后1个区间内数据个数为γ个或比γ多1～4个或比γ小1～4个；
[0023]步骤a6，建立控制参数模糊判断规则：
[0024](A1，B1，C1)，(A1，B2，C1)，(A1，B3，C
q
)，(A1，B4，C
q
)，(A1，B5，C
q
)，(A1，B6，C
q
)，(A1，B7，C
q
)，(A2，B1，C1)，(A2，B2，C1)，(A2，B3，C
q
)，(A2，B4，C
q
)，(A2，B5，C
q
)，(A2，B6，C
q
)，(A2，B7，C
q
)，(A3，B1，C1)，(A3，B2，C
q
)，(A3，B3，C
q
)，(A3，B4，C
q
)，(A3，B5，C
q
)，(A3，B6，C
q
)，(A3，B7，C
q
)，(A4，B1，C1)，(A4，B2，C
q
)，(A4，B3，C
q
)，(A4，B4，C
q
)，(A4，B5，C
q
)，(A4，B6，C
q
)，(A4，B7，C5)，(A5，B1，C
q
)，(A5，B2，C
q
)，(A5，B3，C
q
)，(A5，B4，C
q
)，(A5，B5，C
q
)，(A5，B6，C
q
)，(A5，B7，C5)，(A6，B1，C
q
)，(A6，B2，C
q
)，(A6，B3，C
q
)，(A6，B4，C4)，(A6，B5，C
q
)，(A6，B6，C5)，(A6，B7，C5)，(A7，B1，C
q
)，(A7，B2，C
q
)，(A7，B3，C
q
)，(A7，B4，C
q
)，(A7，B5，C
q
)，(A7，B6，C5)，(A7，B7，C5)；
[0025]其中，q＝2～4；
[0026]步骤a7，执行机构在某次运动时，根据当前到达测量点的理论位姿参数和位姿参数传感器采集的实际位姿参数，获得该测量点的位移误差x
10
、速度误差x
20
和加速度误差x
30
；求取当前综合误差数据e0＝|u1·
x
10
+u2·
x
20
+u3·
x
30
|，u1，u2，u3取值与步骤a3的u1，u2，u3取值相同；对当前综合误差数据e0求2阶导得到当前加速度误差数据e
″0；根据当前综合误差数据e0和当前加速度误差数据e
″0在步骤a6控制参数模糊判断规则中选取相应控制参数区间C
q
；采用粒子群算法，在区间C
q
内寻优，获得优化后的控制参数；参数优化模块对执行机构经过该测量点时采用优化后的控制参数进行优化调节。
[0027]可选的，所述实际位姿参数包括实际位移参数、实际速度参数和实际加速度参数，且分别由位姿参数传感器中的距离传感器、速度传感器和加速度传感器测得；理论位姿参数包括理论位移参数、理论位移参数和理论加速度参数，且均由物理仿真测试获得；
[0028]位移误差为该测量点的实际位移参数与理论位移参数之差，速度误差为该时刻的实际速度参数与理论位移参数之差，加速度误差为该时刻的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法，其特征在于，该方法能实现对全连续开采系统各输送机的精准位姿控制和各输送机间的精准匹配控制；包括：a，执行机构的精准位姿控制：首先将输送机的执行机构整个运动轨迹划分为多个位姿特征测量点，求取所有测量点的综合误差和加速度误差以及执行机构的控制参数进而建立控制参数模糊判断规则；然后测量并计算出执行机构某次运动时的位姿特征测量点的综合误差和加速度误差，并从控制参数模糊判断规则中得到相应控制参数区间并寻优得到优化后的控制参数；在执行机构经过每个位姿特征测量点时采用优化后的控制参数进行优化调节，从而在所有位姿特征测量点处进行精准调节控制参数，实现执行机构的精准位姿控制；b，多个执行机构的复合控制：分别求取多个执行机构各自的综合误差和加速度误差，加权得到每个执行机构的判别误差，并采用同一判别误差标准对各执行机构的判别误差进行调节，根据调节后的判别误差推出调节后的综合误差和加速度误差，从控制参数模糊判断规则中对应得到各执行机构优化后的控制参数调节对应的执行机构，从而确保各执行机构同步运动；c，多个输送机间的配合控制：求取各输送机两两对接处的位置偏差量和煤料误差量，加权得到输送机判别误差，当输送机判别误差超过设定值时，对输送机的各执行机构进行复合控制调节，从而实现各输送机间的精准匹配控制。2.如权利要求1所述的露天煤矿全连续开采系统用精准运移控制方法，其特征在于，所述单个执行机构的精准控制包括：步骤a1，将输送机的单个执行机构运动过程细分为n个位姿特征测量点，利用位姿参数传感器获得该执行机构的实际位姿参数，结合执行机构的理论位姿参数，得到执行机构在该测量点的实时位姿误差数据；所述实时位姿误差数据包括：该测量点的位移误差数据集X1＝{x
11
，x
12
，
…
，x
1k
，
…
，x
1N
}、速度误差数据集X2＝{x
21
，x
22
，
…
，x
2k
，
…
，x
2N
}和加速度误差数据集X3＝{x
31
，x
32
，
…
，x
3k
，
…
，x
3N
}，k＝1，2，...，N，其中位姿参数传感器对该测量点重复测量N次；步骤a2，定义该测量点的运行位姿误差函数y满足：式中，α0，α1，α2，α3，α
11
，α
22
，α
33
，α
12
，α
13
，α
23
分别为位姿误差变量系数，取值均为0～1；α1＝α2＝α3，α
11
＝α
22
＝α
33
，α
12
＝α
13
＝α
23
，且α1＜α
11
＜α
12
；将步骤a1中的N组位移误差、速度误差和加速度误差分别代入上式(1)中，当得到运行位姿误差函数y最小值时，对应的位移误差、速度误差和加速度误差为最优位姿误差；步骤a3，重复步骤a2计算所有测量点最优位姿误差，从而得到n个测量点的最优位姿误差数据集：最优位移误差数据集X
10
＝{x
110
，x
120
，
…
，x
1j0
，
…
，x
1n0
}、最优速度误差数据集X
20
＝{x
210
，x
220
，
…
，x
2j0
，
…
，x
2n0
}和最优加速度误差数据集X
30
＝{x
310
，x
320
，
…
，x
3j0
，
…
，x
3n0
}，其中，j＝1～n；然后构建该执行机构的综合误差数据集E，E＝{e1，e2，
…
，e
j
，
…
，e
n
}，其中e
j
＝u1·
x
1j0
+u2·
x
2j0
+u3·
x
3j0
；j＝1～n；u1，u2，u3分别为加权系数，取值均为0～1，且u1+u2+u3＝1；同时对综合误差数据集B内数据求2阶导后得出加速度误差数据集EC；
步骤a4，以e
j
为输入，采用现场试验和临界比例法获取该执行机构对应的最优控制参数，e
j
对应的控制参数为m
j
；j＝1～n；多组控制参数构成控制参数数据集；步骤a5，对综合误差数据集E内数据进行从小到大排序，将排序后的数据集依次分割为7个区间A1～A7，依次为：[e1，e
α
)、[e
α
，e
2α
)、[e
2α
，e
3α
)、[e
3α
，e
4α
)、[e
4α
，e
5α
)、[e
5α
，e
6α
)、[e
6α
，e
7α
]，其中，e1和e
7α
分别为综合误差数据集E中的最小值和最大值，e
α
、e
2α
、e
3α
、e
4α
、e
5α
、e
6α
分别为综合误差数据集E内的数值，且e1＜e
α
＜e
2α
＜e
3α
＜e
4α
＜e
5α
＜e
6α
＜e
7α
；α为综合误差数据集E中的总数据个数除以7的商的整数，前6个区间内的数据个数均为α个，最后1个区间内数据个数为α个或比α多1～6个或比α小1～6个；对加速度误差数据集EC内数据从小到大排序，将排序后的数据集依次分割为7个区间B1～B7，依次为：[e
″1，e
″
β
)、[e
″
β
，e
″
2β
)、[e
″
2β
，e
″
3β
)、[e
″
3β
，e
″
4β
)、[e
″
4β
，e
″
5β
)、[e
″
5β
，e
″
6β
)、[e
″
6β
，e
″
7β
]，e
″1和e
″
7β
分别为加速度误差数据集EC中的最小值和最大值，e
″
β
、e
″
2β
、e
″
3β
、e
″
4β
、e
″
5β
、e
″
6β
分别为加速度误差数据集EC内的数值，且e
″1＜e
″
β
＜e
″
2β
＜e
″
3β
＜e
″
4β
＜e
″
5β
＜e
″
6β
＜e
″
7β
；β为加速度误差数据集EC中的总数据个数除以7的商的整数，前6个区间内的数据个数均为β个，最后1个区间内数据个数为β个或比β多1～6个或比β小1～6个；将执行机构的控制参数数据集中所有参数按照从小到大排序，将排序后的数据集依次分割为5个区间C1～C5，依次为：[m1，m
γ
)、[m
γ
，m
2γ
)、[m
2γ
，m
3γ
)、[m
3γ
，m
4γ
)、[m
4γ
，m
5γ
)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，刘志明，李旭涛，龚青，胡小刚，张世明，金刚，
申请(专利权)人：中煤科工集团信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：