基于改进门控循环神经网络的采煤机滚筒调高量预测

1

作者 齐爱玲 王雨 马宏伟 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期116-123,共8页

采煤机自适应截割技术是实现综采工作面智能化开采的关键技术。针对采煤机在复杂煤层下自动截割精度较低的问题,提出了一种基于改进门控循环神经网络(GRU)的采煤机滚筒调高量预测方法。鉴于截割轨迹纵向及横向相邻数据之间的相关性,采... 采煤机自适应截割技术是实现综采工作面智能化开采的关键技术。针对采煤机在复杂煤层下自动截割精度较低的问题,提出了一种基于改进门控循环神经网络(GRU)的采煤机滚筒调高量预测方法。鉴于截割轨迹纵向及横向相邻数据之间的相关性,采用定长滑动时间窗法对获取的采煤机滚筒高度数据进行预处理,将输入数据划分为连续、大小可调的子序列,同时处理横向、纵向的特征信息。为提高模型预测效率,满足循环截割的实时性要求,提出了一种用因果卷积改进的门控循环神经网络(CC-GRU),对输入数据进行双重特征提取和双重数据过滤。CC-GRU利用因果卷积提前聚焦序列纵向的局部时间特征,以减少计算成本,提高运算速度;利用门控机制对卷积得到的特征进行序列化建模,以捕捉元素之间的长期依赖关系。实验结果表明,采用CC-GRU模型对采煤机滚筒调高量进行预测,平均绝对误差(MAE)为43.80 mm,平均绝对百分比误差(MAPE)为1.90%,均方根误差(RMSE)为50.35 mm,决定系数为0.65,预测时间仅为0.17 s;相比于长短时记忆(LSTM)神经网络、GRU、时域卷积网络(TCN),CC-GRU模型的预测速度较快且预测精度较高,能够更准确地对采煤机调高轨迹进行实时预测,为工作面煤层模型的建立和采煤机调高轨迹的预测提供了依据。 展开更多

关键词 采煤机 滚筒调高 煤岩识别 深度学习 门控循环神经网络 因果卷积

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采煤机滚筒调高控制系统设计

2

作者 张鹏 《煤矿机械》 2024年第4期13-15,共3页

针对采煤机滚筒调高系统自动化水平低、控制精度不高的问题,提出基于微控制器处理器、先进控制算法的采煤机滚筒调高系统设计方案。以STM32F103RCT6为中央处理器,采用预见前馈补偿控制算法对采煤机滚筒进行精确控制;搭建实验平台并完成... 针对采煤机滚筒调高系统自动化水平低、控制精度不高的问题,提出基于微控制器处理器、先进控制算法的采煤机滚筒调高系统设计方案。以STM32F103RCT6为中央处理器,采用预见前馈补偿控制算法对采煤机滚筒进行精确控制;搭建实验平台并完成给定目标路径斜率跟踪实验、给定目标路径跟踪实验。实验结果表明,设计的采煤机滚筒调高控制系统自动化水平高、响应快、控制精度高,稳态时跟踪误差满足采煤机调高控制系统精度要求。 展开更多

关键词 采煤机 滚筒调高 微控制器 预见前馈补偿 模糊PID

原文传递

改进蚁群算法优化的采煤机滚筒调高控制策略 被引量：1

3

作者 胥良 陈鸿垚 《黑龙江科技大学学报》 2023年第2期214-220,共7页

针对采煤机截割过程中存在负荷高、惯性大的复杂工况,导致滚筒调高响应慢、精准度低等问题,采用改进蚁群算法优化采煤机滚筒调高控制系统的PID参数,通过分析活塞杆伸缩量与滚筒高度位移量的非线性关系,引入指标函数δ改进蚁群算法,寻优... 针对采煤机截割过程中存在负荷高、惯性大的复杂工况,导致滚筒调高响应慢、精准度低等问题,采用改进蚁群算法优化采煤机滚筒调高控制系统的PID参数,通过分析活塞杆伸缩量与滚筒高度位移量的非线性关系,引入指标函数δ改进蚁群算法,寻优与当前工况匹配的PID参数实现自适应控制,仿真并验证改进蚁群算法优化采煤机调高PID控制系统的效果。结果表明,与常规闭环PID控制相比,路径跟踪响应速度快20%,最大偏差值小于0.01 m,提高了控制系统的自适应能力,有效地解决采煤机滚筒调高控制系统响应速度慢和精度低的问题。 展开更多

关键词 采煤机 滚筒调高 PID控制 蚁群算法

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剩留顶煤厚度检测技术在采煤机滚筒调高控制中的应用

4

作者 张荣刚 王帅锋 《煤炭工程》 北大核心 2023年第S01期85-89,共5页

剩留顶煤厚度检测技术是实现采煤机滚筒自动调高技术的核心,只有准确、快速地检测出顶煤厚度,才能实现采煤机滚筒的自动控制。依据顶板岩石中自然γ射线穿过煤层时的衰减程度与顶煤厚度的关系,建立了自然γ射线穿过顶煤时有无支架顶梁... 剩留顶煤厚度检测技术是实现采煤机滚筒自动调高技术的核心,只有准确、快速地检测出顶煤厚度,才能实现采煤机滚筒的自动控制。依据顶板岩石中自然γ射线穿过煤层时的衰减程度与顶煤厚度的关系,建立了自然γ射线穿过顶煤时有无支架顶梁的衰减数学模型。在此基础上设计了可以量化自然γ射线辐射强度的传感器,同时通过分析射线辐射强度在不同顶煤厚度下的变化,设计了剩留顶煤厚度检测装置,并以此来指导采煤机的滚筒调高控制。通过现场试验,得到剩留顶煤厚度检测装置的测量精度为7.5%,并在顶煤厚度参数的控制下完成了滚筒调高自动控制,验证了所建数学模型的正确性以及所设计装置方案的合理性。 展开更多

关键词 自然γ射线 辐射强度 顶煤厚度检测 滚筒调高控制

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基于AMESim的采煤机滚筒调高电液比例控制系统仿真分析 被引量：20

5

作者 徐二宝 彭天好 +1 位作者 陈晓强 张九琴 《机床与液压》 北大核心 2013年第11期149-151,共3页

针对传统采煤机滚筒调高系统不能实现采煤机滚筒调高轨迹的精确控制问题,应用电液比例技术设计采煤机滚筒调高液压系统。在AMESim环境下,建立采煤机滚筒调高电液比例开环和闭环PID控制系统模型进行仿真,并对仿真结果进行分析。分析结果... 针对传统采煤机滚筒调高系统不能实现采煤机滚筒调高轨迹的精确控制问题,应用电液比例技术设计采煤机滚筒调高液压系统。在AMESim环境下,建立采煤机滚筒调高电液比例开环和闭环PID控制系统模型进行仿真,并对仿真结果进行分析。分析结果表明:所设计的电液比例调高系统能够实现对采煤机滚筒调高轨迹的精确控制;闭环控制系统控制性能优于开环控制系统。 展开更多

关键词 采煤机 滚筒调高 电液比例技术 AMESIM仿真

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基于遗传算法和模糊PID的采煤机滚筒调高系统研究 被引量：9

6

作者 王振臣 刘建旺 +1 位作者 张聪 程菊 《中国矿业》 北大核心 2014年第1期133-136,共4页

针对采煤工况复杂和滚筒调高系统,采用电液伺服控制的非线性、参数时变的特点,设计了模糊自适应PID控制器。由于遗传算法具有良好的全局寻优特性,用遗传算法对自适应模糊PID参数进行了优化,得到最优的控制器参数,从而得到最优控制效果... 针对采煤工况复杂和滚筒调高系统,采用电液伺服控制的非线性、参数时变的特点,设计了模糊自适应PID控制器。由于遗传算法具有良好的全局寻优特性,用遗传算法对自适应模糊PID参数进行了优化,得到最优的控制器参数,从而得到最优控制效果。采用MATLAB/SIMULINK仿真,仿真结果表明,经过遗传算法优化的自适应模糊PID控制器的控制效果具有调节时间短、超调量明显减小、稳态误差小,其对滚筒高度的控制效果得到明显提高,能更好地满足应用要求。 展开更多

关键词 采煤机滚筒调高 电液伺服控制系统 模糊PID控制 遗传算法

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电牵引采煤机滚筒调高液压系统的改进 被引量：10

7

作者 周新建 《液压与气动》 北大核心 2001年第5期18-19,共2页

根据采煤机工作面能提供乳化液的条件 ,将电牵引采煤机的液压调高系统进行改进 ,改进后可使采煤机的体积减小 12 % ,制造成本降低 6% ,并使采煤机实现无油化。

关键词 采煤机 滚筒调高 乳化液 C型换向球阀 改进 液压系统 电牵引

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基于模糊PID的采煤机滚筒调高技术优化设计 被引量：8

8

作者 郝慧芬 范景强 《煤矿机械》 北大核心 2020年第11期115-117,共3页

针对传统采煤机滚筒调高技术控制能力不足和稳定性较差的问题,利用模糊控制算法鲁棒性好、容错能力强的优势,对传统PID调高控制技术进行优化,并建立了基于模糊PID的采煤机滚筒调高控制模型。仿真结果,表明基于模糊PID的采煤机滚筒调高... 针对传统采煤机滚筒调高技术控制能力不足和稳定性较差的问题,利用模糊控制算法鲁棒性好、容错能力强的优势,对传统PID调高控制技术进行优化,并建立了基于模糊PID的采煤机滚筒调高控制模型。仿真结果,表明基于模糊PID的采煤机滚筒调高控制技术响应速度快、跟踪精度高,控制能力和稳定性均优于传统PID控制,满足采煤机滚筒调高控制的实际要求,为采煤智能化的发展提供了指导。 展开更多

关键词 模糊控制 采煤机滚筒调高 PID控制

原文传递

采煤机滚筒调高的基本受力分析 被引量：1

9

作者 李永俊 王广春 《煤炭技术》 CAS 2005年第6期20-20,共1页

滚筒是采煤机的主要部件,通过对采煤机滚筒截煤时的受力情况分析,指出了影响滚筒调高的主要是采煤机牵引方向的推进阻力和垂直于牵引方向的纵向截割阻力,并详细进行了分析计算。

关键词 采煤机滚筒调高 推进阻力 纵向截割阻力

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采煤机滚筒调高记忆程控采样周期 被引量：3

10

作者 刘春生 杨秋 荆凯 《煤矿机电》 2006年第4期38-39,共2页

针对采煤机滚筒记忆程控调高的特征,分析了影响采样周期大小的诸多因素,以采煤机牵引行走位移作为采样间隔的标尺,给出了等位移间隔作为采样周期的理论值。

关键词 采煤机 滚筒调高 记忆程控 采样周期

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采煤机滚筒调高控制算法研究 被引量：1

11

作者 李军利 廉自生 李元宗 《煤矿机电》 2007年第4期8-9,13,共3页

基于空间坐标变换原理,分析采煤机的运动姿态对滚筒高度控制的影响,推导滚筒自动调高控制中摇臂角度及摇臂油缸行程的控制公式。

关键词 采煤机 运动姿态 坐标变换 滚筒调高 算法

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采煤机记忆程控滚筒调高控制策略分析 被引量：3

12

作者 范红斌 《科技传播》 2010年第22期144-144,146,共2页

实现采煤机滚筒截割记忆程控调高是实现采煤工作面生产过程自动化的重要环节,本文在分析记忆程控调高的基本原理的基础上,重点对于基于单片机的控制策略确定,以及相应记忆程控数据存储的方法进行探讨,对于今后采煤机设计工作具有一定帮助。

关键词 采煤机 滚筒调高 控制策略 生产自动化

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采煤机滚筒调高系统建模及仿真 被引量：12

13

作者 陈金国 刘春生 +2 位作者 范剑红 张艳军 万丰 《工矿自动化》 北大核心 2017年第10期78-82,共5页

为提高采煤机滚筒调高系统的动态特性及跟踪可靠性,通过分析滚筒调高系统工作原理及液压机构几何参数对应关系,建立了滚筒高度与液压缸行程数学模型;结合模糊自适应PID控制器,在Automation Studio软件环境下建立了电液比例换向阀控液压... 为提高采煤机滚筒调高系统的动态特性及跟踪可靠性,通过分析滚筒调高系统工作原理及液压机构几何参数对应关系,建立了滚筒高度与液压缸行程数学模型;结合模糊自适应PID控制器,在Automation Studio软件环境下建立了电液比例换向阀控液压缸开环和闭环控制滚筒调高系统仿真模型,研究了空载和负载情况下系统的速度响应及位置跟踪特性,结果表明提出的滚筒调高系统响应速度快,对滚筒位置跟踪的吻合度较好,且闭环控制滚筒调高系统优于开环控制滚筒调高系统。 展开更多

关键词 煤炭开采 采煤机 滚筒调高系统 模糊自适应PID控制 电液比例换向阀

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改进型采煤机滚筒调高记忆程控策略 被引量：6

14

作者 刘庆国 曹鹏 《工矿自动化》 北大核心 2017年第1期34-37,共4页

为了提高采煤机滚筒高度调整的精确性,给出了采煤机滚筒静态调高模型,分析了液压调高系统的响应时间与记忆程控策略的关系,提出了考虑液压系统响应时间的改进型记忆程控策略。该策略将滚筒高度变化简化为线性变化,可在一定程度上避免滚... 为了提高采煤机滚筒高度调整的精确性,给出了采煤机滚筒静态调高模型,分析了液压调高系统的响应时间与记忆程控策略的关系,提出了考虑液压系统响应时间的改进型记忆程控策略。该策略将滚筒高度变化简化为线性变化,可在一定程度上避免滚筒调高过程中出现截割顶板的现象,提高了截割的安全性,且具有算法简单、调高精度高等优点。 展开更多

关键词 煤炭开采 滚筒调高 记忆程控策略 响应时间 调高精度

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基于单神经元PID的采煤机滚筒调高控制系统 被引量：3

15

作者 候德安 《煤矿机电》 2021年第1期30-33,共4页

针对采煤机自动调高控制系统的工作特点和控制要求,分析了采煤机滚筒调高系统的组成结构和工作原理,然后对调高控制系统的控制原理、各元件传递函数、系统传递函数框图等进行了研究,并进一步分析了单神经元PID算法的实现原理。在此基础... 针对采煤机自动调高控制系统的工作特点和控制要求,分析了采煤机滚筒调高系统的组成结构和工作原理,然后对调高控制系统的控制原理、各元件传递函数、系统传递函数框图等进行了研究,并进一步分析了单神经元PID算法的实现原理。在此基础上,利用Simulink软件分别建立了基于常规PID算法和单神经元PID算法的系统仿真模型,仿真结果显示,单神经元PID优化算法比常规PID算法有更快的响应速度和更小的超调量,且抗负载干扰能力更强,能快速达到系统稳定状态,因此更加适合滚筒调高自动控制。 展开更多

关键词 采煤机 滚筒调高 闭环控制 PID 单神经元

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采煤机记忆程控滚筒调高控制策略分析 被引量：2

16

作者 梁剑超 《能源与节能》 2016年第6期44-45,51,共3页

记忆程控滚筒调高控制技术在采煤机中的应用,可有效提升煤矿开采效率。简要介绍了采煤机滚筒调高系统的发展现状,分析了它的运行原理,并提出了采煤机记忆程控滚筒调高的控制策略。

关键词 采煤机 记忆程控 滚筒调高 控制策略

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采煤机记忆程控滚筒调高控制策略分析 被引量：1

17

作者 王瑞军 《能源与节能》 2017年第6期28-29,共2页

叙述了采煤机滚筒调高系统发展现状,分析了采煤机记忆程控的原理,提出了采煤机记忆程控滚筒调高控制措施。

关键词 采煤机 记忆程控 滚筒调高 控制策略

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采煤机记忆程控滚筒调高控制策略分析

18

作者 卢文欣 《机械管理开发》 2016年第11期56-57,78,共3页

基于采煤机记忆程控原理,从记忆程控滚筒调高控制系统、数据的获取、数据的储存和滚筒高度预测控制对滚筒调高控制策略进行详细的分析,探讨了相应记忆程控数据存储的方法,为今后采煤机设计的工作提供一定帮助。

关键词 采煤机 记忆程控 滚筒调高

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基于PID开关阀控液压缸的采煤机滚筒自动调高控制系统的建模与仿真 被引量：9

19

作者 张春雨 廉自生 苏小立 《煤矿机械》 北大核心 2014年第3期42-44,共3页

针对滚筒式采煤机滚筒自动调高的要求,探讨并给出包括位移增益K的确定,滚筒、摇臂质量的转化以及液压系统建模的方法,建立控制对象数学模型,在仿真的基础上分析控制系统存在的问题,运用PID算法对其进行改进。

关键词 采煤机 滚筒调高 仿真

原文传递

采煤机滚筒记忆程控液压调高系统的仿真 被引量：29

20

作者 刘春生 荆凯 万丰 《中国工程机械学报》 2007年第2期142-146,共5页

针对采煤机记忆程控滚筒调高的特征,对不等作用面积的液压缸,提出了一种新的模型处理方法,考虑采煤机姿态和牵引速度等的影响,系统采用密采稀存的方式,实现滚筒位置高度的记忆再现控制.对某一调高液压控制系统的模型,给出其原理仿真图,... 针对采煤机记忆程控滚筒调高的特征,对不等作用面积的液压缸,提出了一种新的模型处理方法,考虑采煤机姿态和牵引速度等的影响,系统采用密采稀存的方式,实现滚筒位置高度的记忆再现控制.对某一调高液压控制系统的模型,给出其原理仿真图,应用Matlab语言Simulink软件包进行相应的数字仿真,为系统设计和动态特性分析奠定了基础. 展开更多

关键词 滚筒调高 模型仿真 动态特性

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