本发明专利技术公开了一种采煤机自适应混合驱动装置及其方法，包括截割部混合驱动装置、牵引部混合驱动装置和自适应控制装置；其中截割部混合驱动装置能通过第一电机为截割部提供动力，或与第一液压马达共同为截割部提供动力；牵引部混合驱动装置能通过第二电机为牵引部提供动力，或与第二液压马达共同为牵引部提供动力；自适应控制装置根据第一电机和第二电机各自的实时功率值与电机高效工作功率阈值进行比较，并控制二位二通电磁阀和液压泵开启或关闭，同时根据截割部和牵引部的参数情况，采用Q‑learning算法对第一电控节流阀和第二电控节流阀各自的开度进行控制，实现截割部和牵引部各自驱动力的动态调整，使采煤机工作效率达到最优。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采煤机自适应混合驱动装置及其方法，属于采煤机。
技术介绍
1、矿山采煤机所需动力的部分主要为截割部和牵引部，其中截割部用于对煤层进行截割取煤，牵引部用于驱动采煤机移动；目前矿山采煤机截割部和牵引部，其驱动方式多采用单电机的驱动方式，其中截割部的电机将动力经过摇臂减速箱减速后传递给截割滚筒，滚筒在固定的转速下旋转割煤，同时滚筒上的螺旋叶片将截割下来的煤旋至下部的刮板输送机上运走。牵引部的电机将动力传递给驱动轮或驱动链轮，从而使采集机整体移动。
2、随着采煤机供电电压的不断提升与采煤机机身的不断增大，采煤机截割部所需要克服的阻抗不断增大，其所需要的功率也在日益增大，但是电动机功率有限，因此这种由电动机单独工作的驱动方式其功率无法满足采煤机截割部的工作需求，导致采煤机工作效率变低。因此目前出现了一些采用液压马达和电机进行混合驱动的采煤机，能在阻抗较大的情况下通过混动方式保证采煤机对煤层进行截割；但是现有混动方式的采煤机还存在如下问题：
3、1、截割部和牵引部各自的电动和混动的工作时机并不精准，需要人工根据情况进行电动或混动的选择；
4、2、由于液压马达是由液压泵驱动，井下液压泵的总驱动力有限，而截割部和牵引部如都采用混动方式，现有方式无法对两者的液压马达驱动力进行自适应分配，最终导致采煤机的工作效率较差；
5、因此，如何提供一种新的混合驱动装置及方法，能有效解决上述存在的技术问题，是本专利技术所需研发的方向。
技术实现思路
>1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种采煤机自适应混合驱动装置及其方法，能根据受到阻抗的情况，自动改变截割部和牵引部的驱动方式，并且在截割部和牵引部均采用混合驱动方式时，对两者的液压马达驱动力进行自适应分配，使采煤机工作效率达到最优。2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种采煤机自适应混合驱动装置，包括截割部混合驱动装置、牵引部混合驱动装置和自适应控制装置；
3、所述截割部混合驱动装置包括第一电机和第一液压马达，第一电机为截割部提供动力，或与第一液压马达共同为截割部提供动力；
4、所述牵引部混合驱动装置包括第二电机和第二液压马达，第二电机为牵引部提供动力，或与第二液压马达共同为牵引部提供动力；
5、所述自适应控制装置包括控制处理器、二位二通电磁阀、液压泵、第一电控节流阀和第二电控节流阀；第一电控节流阀和第一液压马达串联形成第一液压驱动支路，第二电控节流阀和第二液压马达串联形成第二液压驱动支路，第一液压驱动支路和第二液压驱动支路并联，并联后的两端分别与二位二通电磁阀的a口和b口连通；二位二通电磁阀的p口与液压泵连接；
6、所述控制处理器与第一电机、第二电机、二位二通电磁阀、液压泵、第一电控节流阀和第二电控节流阀连接，控制处理器用于接收第一电机和第二电机各自的实时功率值进行分析后，控制二位二通电磁阀和液压泵开启或关闭，同时根据截割部和牵引部的参数情况对第一电控节流阀和第二电控节流阀的开度进行控制，实现对第一液压马达和第二液压马达功率的自适应调节。
7、进一步，所述第一电机与第一液压马达以串联或并联方式共同为截割部提供动力；所述第二电机与第二液压马达以串联或并联方式共同为牵引部提供动力。
8、进一步，还包括溢流阀，溢流阀装在二位二通电磁阀和液压泵之间的管路上，用于溢流稳压。
9、进一步，所述控制处理器为计算机。
10、上述采煤机自适应混合驱动装置的工作方法，具体步骤为：
11、步骤一、在采煤机工作之前，人工检测第一电机、第二电机、二位二通电磁阀、液压泵、第一电控节流阀和第二电控节流阀分别与控制处理器之间的信号传输效果，并检查液压管路连接情况，并设定电机高效工作功率阈值，完成后进入步骤二；
12、步骤二、采煤机开始正常工作，初始时，第一电控节流阀、第二电控节流阀、二位二通电磁阀和液压泵均处于关闭状态，此时第一电机为截割部提供动力用于煤炭截割开采，同时第二电机为牵引部提供动力用于驱动采煤机行进；控制处理器实时接收第一电机和第二电机各自的实时功率值；
13、步骤三、控制处理器将第一电机和第二电机各自的实时功率值分别与电机高效工作功率阈值进行比较，若第一电机和第二电机均未超过电机高效工作功率阈值，则继续保持当前驱动方式，并继续进行实时监测；若第一电机或第二电机超过电机高效工作功率阈值，则进入步骤四；若第一电机和第二电机均超过电机高效工作功率阈值，则进入步骤五；
14、步骤四、若第一电机超过电机高效工作功率阈值，则控制处理器控制第一电控节流阀、二位二通电磁阀和液压泵开启，通过液压泵驱动第一液压马达工作，使第一液压马达与第一电机共同驱动截割部；若第二电机超过电机高效工作功率阈值，则控制处理器控制第二电控节流阀、二位二通电磁阀和液压泵开启，通过液压泵驱动第二液压马达工作，使第二液压马达与第二电机共同驱动牵引部；直至第一电机和第二电机的实时功率值均未超过电机高效工作功率阈值，此时使第一电控节流阀、第二电控节流阀、二位二通电磁阀和液压泵均处于关闭状态，并重复步骤三；
15、步骤五、控制处理器控制二位二通电磁阀和液压泵开启，此时第一液压马达与第一电机共同驱动截割部，第二液压马达与第二电机共同驱动牵引部；并获取采煤机过煤量、第一电机的电流和第二电机的功率调节回稳时长，采用q-learning算法对第一电控节流阀和第二电控节流阀各自的开度进行控制，实现截割部和牵引部各自驱动力的动态调整，使采煤机工作效率达到最优。
16、进一步，所述步骤五中采用q-learning算法对第一电控节流阀和第二电控节流阀各自的开度进行控制的具体过程为：
17、采煤机在截割煤过程中遭遇大阻抗时，此时第一液压马达与第一电机共同驱动截割部，第二液压马达与第二电机共同驱动牵引部；同时控制处理器会记录每次超负荷工作状态参数，通过截割部的电流与牵引部的功率调节回稳时长与采煤机过煤量作为评价标准，采用q-learning算法对第一电控节流阀和第二电控节流阀的开度进行控制，且q-learning算法会不断更新q值，并选择q值最大的动作，根据该动作对第一电控节流阀和第二电控节流阀的开度进行调节，使得在当前状态下，获得的奖励最大，实现截割部和牵引部各自驱动力的动态调整，使采煤机工作效率达到最优。
18、与现有技术相比，本专利技术采用截割部混合驱动装置、牵引部混合驱动装置和自适应控制装置相结合的方式，其中截割部混合驱动装置能通过第一电机为截割部提供动力，或与第一液压马达共同为截割部提供动力；牵引部混合驱动装置能通过第二电机为牵引部提供动力，或与第二液压马达共同为牵引部提供动力；自适应控制装置根据第一电机和第二电机各自的实时功率值与电机高效工作功率阈值进行比较，并控制二位二通电磁阀和液压泵开启或关闭，同时根据截割部和牵引部的参数情况，采用q-learning算法对第一电控节流阀和第二电控节流阀各自本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采煤机自适应混合驱动装置，其特征在于，包括截割部混合驱动装置、牵引部混合驱动装置和自适应控制装置；
2.根据权利要求1所述采煤机自适应混合驱动装置，其特征在于，所述第一电机与第一液压马达以串联或并联方式共同为截割部提供动力；所述第二电机与第二液压马达以串联或并联方式共同为牵引部提供动力。
3.根据权利要求1所述采煤机自适应混合驱动装置，其特征在于，还包括溢流阀，溢流阀装在二位二通电磁阀和液压泵之间的管路上，用于溢流稳压。
4.根据权利要求1所述采煤机自适应混合驱动装置，其特征在于，所述控制处理器为计算机。
5.一种根据权利要求1至4所述采煤机自适应混合驱动装置的工作方法，其特征在于，具体步骤为：
6.根据权利要求5所述工作方法，其特征在于，所述步骤五中采用Q-learning算法对第一电控节流阀和第二电控节流阀各自的开度进行控制的具体过程为：
【技术特征摘要】
1.一种采煤机自适应混合驱动装置，其特征在于，包括截割部混合驱动装置、牵引部混合驱动装置和自适应控制装置；
2.根据权利要求1所述采煤机自适应混合驱动装置，其特征在于，所述第一电机与第一液压马达以串联或并联方式共同为截割部提供动力；所述第二电机与第二液压马达以串联或并联方式共同为牵引部提供动力。
3.根据权利要求1所述采煤机自适应混合驱动装置，其特征在于，还包括溢流阀，溢流阀装在二位...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏东，贾标，宋嘉豪，王忠宾，司垒，赵亦辉，龙成云，王沛琦，邹筱瑜，李福涛，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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