Способ управления движением базы механизированной крепи по гипсометрии залегания пласта

Способ управления движением базы механизированной крепи по гипсометрии залегания пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Е 21 D 23/12 ©ар-,, Ц Jl :. 7, 1 / юмБра;,--, ) (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

glue, l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3712826/29-03 (22) 08.02.84 (46) 30.04.86, Бюл. II- 16 (71) .Институт угля СО АН СССР (72) В. С. Верин, А. М. Долинский и Г. А. Михайлов (53) 622.283(088.8) (56) Авторское свф(етельство СССР

Ile 603751, кл. Е 21 D 23/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 775334, кл. Е 21 D 23/12, 1980. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ

БАЗЫ МЕХАНИЗИРОВАННОИ КРЕПИ ПО ГИПСОМЕТРИИ ЗАЛЕГАНИЯ ПЛАСТА, основанный на измерении толщины угольного прослойка в системе координат металлоконструкций базы и ее углового положения и управлении передвижением базы механизированной крепи, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности управления путем сведения к минимуму ошибок управления, сигнал, пропорциональный толщине угольного прослойка, измеренный в системе координат металлоконструкций. базы, переводят в систему коорДинат с неподвижными осями, запоминают последовательность измеренных значений с числом членов, равным кратности расстояния между опорами базы и шагу и передвижки, производят расчет положения последующей точки с учетом заданных коэффициентов и переводят его в систему координат металлоконструкций базы механизированной крепи, осуществляют управление выемкой угля пропорционально величине и знаку расчетного положения, передвижку базы на шаг и измеряют толщину угольного прослойка, которую сравнивают с расчетной величиной и по результатам сравнения корректируют заданные коэффициенты. 2"7817

Нзсбретение относится к горному делу„ я именно к ягрегятнь1м крепям, и мажет найти пгименение в горной прсмыш?1енности дпя отработки круто ядяющих пластав угля мощэастью 1 2и„

Пельш::-=забретения является павыше11и-.. Точности управления путем сведе11ия к минимуму ОшибОк упрачлс ия., Ня фиг, 1 представлена общая схе113 процесcB управления движением 6BBI>I крепи по гипссметрии залегания плас-та; ня фиг„ 2 — принципиальная схема упрявляемага гицрацилиндра.

0бъектом управления (фиг. 1) является бязг агрегятнoи кр пи в которой в направляющих 2 установлен с возможное гью вертикяльнога перемеще.ния ползуп 3. П3 последнем же"тко укреплен копир 4, к которому шарнирно присоединен штакавой частью управля;.-:..ûé гидроцилиндр 5. другой стороной также шарнирна соединенный с базой !.

В передней части базы 1 имеется напрявляющяя 6 к кОтОрОй крепится редство выемки угля (не пзкязана) с исполнительным органом, положение ко.. торсга соответствует па вертикали положению кспира 4 (штриховая линия в нижней части кснтуря выемки cootspT— ствует †..сложению кспира 4)„ Шаг вы= .;-мкч- угчя составляет ширин? захвата испапнительнага органа.

К сазе : шарнирна присоединена передняя спора 7„. B которую вмонтироВяН пяp - .И-. 8 ГЗННИИЫ УГОЛЬ вЂ” ПарОдя

orI0ñoáIIûII измерять толщину угольного . рсслайкя между нижней поверхнэстью передней спзры l и псверхнсстью по(д пс в11 —,(Cя„B 1 ripè,oеp@ь1е IB тя 1 же шарнирна задняя ÎIIopB 9 тяк, чт0 рВ; Оч1ни. ь1ежду шяпниром зяцн1 и апО рь; и цснтром дят IIKB 8 кратно шири". не захвата А исполнительного органа.

В базе l у -.танавлен измеритель 10 угЛСНЫХ IIOJ?Oжений базы,например,, гирос;GiI), ко i арыи спОссбеь" измерять угол пал(2жания базы 1 стнссительЯО некОт0 рсй системы координат.„ сохряняюший постоянное IJBI рявление осей при передвижках бязь1 1 по мере выемки угля.

Измеритель 10 и датчик 8 соедив:ены электрически с вычислительным блоком

11. Упрявпяемый гидроцилиндр 5 клем— мами с и:1 соединен с источником пи",.Bí1JI П 11остсяннсго тока, а также я с напорной Е и сливной Р гидрамагист-рялRMH

Вычислительный блок 11 включает в себя преобразователь координат П<, соединенный каналом передачи информа1ьии с блоком памяти ПМ, имеющим число ячеек с?, равное кратности шага выемки

Л, расстоянию между шарниром задней споры 9 и центром датчика 8. Блок П, также соединен каналом связи с блокам ПРМ, Блок ПРМ процедуры РобинсаМонро включает v ячеек памяти. Таким

Образом, ч — глубина памяти и вычислительнога блока ll. Блоки ПМ и ПРМ соединены каждый v каналами связи с блоком прогноза Пр, Блок ПМ соединен 5 также v каналами связи с блоком ПРМ.

Блок IIp каналом связи последовательно соединен с преобразователем координат П и линейным преобразователем

ЛП„ выход которого соединен каналом связи с клеммами а и в управляемого гидроцилиндра 5., Кроме того, блок П соединен с измерителем 10, а последняя ячейка памяти блока IIM — с линейным преобразователем ЛП, 2ъ

Управляемый гидроцилиндр 5(фиг, 2) включает гидроцилиндр !2, на корпусе которого жестко укреплен гидразамок

13 и кронштейн 14 с реостатом 15. Плечи последнего электрически соединены

ВР с сопротивлениями К„ и Я в мостовую схему, которая через клемы с и 1 подключена к источнику питания И„. На штокавой части гидрацилиндра 12 укреплен хомут 16 с толкателем 17, со3- единенным с бегунком реостата 15.

Мост, образованный реостатом 15 и со; противлениями Б., и К, электрически соединен также через усилитель 18 с катушками 4 установки электрогидразслотника 19 à ега катушки управле46 ния У - склеммами л и 12.

Рабочие полости гид1 6цилиндра 12 гидравлически соединены через гидрозамок 13 и электрогидрозолотник 19 с напорной Е и сливной Р гидромагистралями .

Способ с помощью системы управления осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии (фиг. 1), ко,.! гдя измерения с помощью датчика 8 граграницы угсль — порода еще не проводились, блок ПРМ не содержит сведений аб измеренных и преобразованных значениях угольнога прослойка z, В ячейках памяти блока ПРМ заложены начальные значения каэффициенiав у"(О), Ячейки блока памяти ГИ пусты и, следовательно, 1. блок протнсэя 11 не поP

1227

1О

В то же время производятся измерения датчиком 8 толщины угольного прослойка в системе координат базы и 4Р измерителем 10 угля ориентации базы 1

hq в системе координат с неподвижными осями, Датчик 8 настроен со смещением так, что при наличии прослойка угля определенной толщины с него 45 снимается нулевой сигнал. При большей толщине прослойка снимается положительный сигнал, а при меньшей— отрицательный,"пропорциональный этому увеличению или уменьшению. Сигналы с датчика 8 z (О) и измерителя 10 ag (О) поступают на преобразователь координат П, где преобразуютсй, согласно зависимости (при положительном повороте осей) 55

z(K) = -a v sin jsq (K)) +

+ к(К)соз(ьср (К)), м (1) ступает информация, необходимая для прогноза. На выходе блоков ПР, П и

ЛП вЂ” нулевой сигнал, который имеется также на клеммах а и Д управляемо го гидроцилиндра 5. Напряжение разбаланса моста (фиг. 2), снимаемое с бегунка реостата 15, и точки контура между сопротивлениями К,, R, усиливается усилителем 18 и подается на катушки Н установки нуля электрогидрозолотника

19. В зависимости от полярности усиленного сигнала электрогидроэолотник

19 перемещается в одно из крайних положений, так как на катушках управления У сигнал отсутствует. Перемещение 15 злектрогидрозолотника 19 открывает доступ рабочей жидкости из магистрали

Е через гидроэамок 13 в одну из полостей гидроцилиндра 12 другая полость при этом подключается к сливу в маги- 2О страль F. Гидроцилиндр 12 раздвигается или сокращается в зависимости от того, к какой полости подключена напорная магистраль F. Одновременно перемещается копир g. Это движение че- 25 рез хомут 16 и толкатель 17 передается бегунку реостата 15 и продолжается до тех пор, пока бегунок реостата 15 не займет положение, при котором разбаланс моста окажется равным нулю и Зр на катушках установки нуля Н не будет никакого сигнала. Электрогидрозолотник 19 устанавливается в исходную позицию, доступ рабочей жидкости прекращается. Гидроцилиндр 12 запирается гидрозамком 13. Копир 4 устанавливается в нулевое положение.

8)7 4 где av — постоянная величина;

К вЂ” индекс времени, равен О, Этим преобразованием измерение толщины прослойка, проведенное в перемещающейся системе координат, являющейся базой 1, помещается в систему координат с неподвижными осями. Преобразованное измерение z (О) поступает в первую ячейку памяти IIM и в блок ПРМ, На выходе блока прогноза

П и на клеммах а и 6 управляемого гйдроцилиндра 5 остается нулевой сигнал, так как в блоке ПМ не имеется еще полной информации во всех v ячейках. Следовательно, выемка угля проводится при нулевом положении копира

4 так, что поверхности опор 8 и 9, а также нижняя граница контура выемки (штриховая линия) лежат примерно в одной плоскости. Так проходит v — 1 циклов по выемке угля и передвижке базы 1 на mar А.

К этому времени в блоке ПМ заполнено v-1 ячеек памяти, причем каждое . последующее значение z например z (v-1), поступает в первую ячейку памяти, перемещая предыдущее например

z (v-?) во вторую, а из второй например z (v-3) в третью и так далее.

В v îì цикле после передвижки базы 1 производится измерение z (v) и лц (ч), после преобразования в блоке

П, z (v) поступает в первую ячейку блока ПМ, перемещая предыдущие значения. Память блока ПМ полностью запол-. нена. Одновременно значение z (v) по-. ступает в блок ПРМ. В нем производится корректировка коэффициентов согласно зависимости, приведенной ниже Значения z (i) и у 1(ч) из памяти блоков

IIN и ПРМ поступают в блок прогноза

П, где вычисляется прогнозное значеЯ нйе z на шаг вперед согласно зависимости

z (K+1) =у z (K)+y z (K-1)+... (р (1 = (ч1 =() (2)

В данном случае К = v — время с начала работы системы управления. В блок преобразования координат П поступают значения z (v+1) и aq (ч), где производится преобразование, обратное произведенному в блоке преобл разования координат П <, т. е. z (v+ i ) возвращается в систему координат базы i. В линейном преобразователе ЛП

g 122 7Я17 к (v+1) преобразуется в z согласно .ти <;tр 12, Копир 4 устанавливается в

\; зависимости повсе положение. Производится выемка

z, = ((2 у+1) z (K-v) -к (К+1);1 (v+1),, (1)

3 для чего в блок ЛП подается значение

z йз v-й ячейки памяти блока ПИ, (К-99) и (К+1) " индексы времени. Этим преобразованием координата z:н:а передней опоре 7 корректируется так, что точки задней опоры 9 передней

9 опоры 7 и прогнозная точка я (у+1) лежат на одной прямой Сигн Б3. "5 пропорциональный z, и полярности, 9 соответствующей знаку я„9 подается на клеммы а и tI управляемого гидроцилиндра 5.

Напряжение П (фиг. 2) подается n на катушки управления У. Электрогидроэолотник 19 перемещается в одно из

КрВНВНх положенийa Открывается доступ рабочей жидкости из магистрали Е через гидроэамок 13 в одну из полостей 25 гидроцилиндра 12. Другая полос-ть подключается к сливной магистрали Г.

Гидроцилиндр 12 начинает раздвигать=ся или сокращаться в зависимости or положения электрогидрозолотника .9., Эб

Это движение передается бегунку реостата 15. При перемещении последнего увеличивается разбаланс моста, образованного реостатом 15 и сопротивле-= ниями R и К . Сигнал на катушках vc--тановки нуля Н электрогидрсзолотника

19 увеличивается, причем его пэлярность противоположна полярностм сиг.нала на катушках управления У. Движение происходит до тех пор, пока ;и движущие усилия катушек У не уравняются с двжкущими усилиями катушек Н электрогндрозолотника 19. При ураннивании усилий последний устанавли-вается s исходное положение. Доступ жидкости из магистрали F прекращает-ся. Гидрозамок 13 запирает гидроци:гля, соответственно новому положению копира А, При этом нижняя гранина контура выемки (штриховая линия, фнг, !), примерrIo соответствует por1 возному значения z (v+1).

Производится передвижка базы 1 на шаг выемки Л, Далее осуществляется измерение z (v+1) и tIq (ч+1) . Преобрa:oíàíêoå значение z (у+1) поступает в г.ервую ячейку памяти блока ПМ, npu-Iåì все предыдущие значения перемещаются на оцну ячейку, а значение из ячейки ч уничтожается, Значение z (1.;+1) поступает в блок ПРМ, замещая предыдущее значение. Производится корректировка коэффициентов согласно процедуре Робинса-Монро 91,,„И „п1, У (К+ l ) = 1" (К) + Sfz (К+, ) -У- (К) z (К) — . ... -Ъ"" z (К-у+1) 3 (К-i) . (4) где 1 =- 1 2,...„ v К = v >l — постоянный коэффициент, характеризующий шаг случайного блуждания.

Для этой корректировки из блока

ПМ подается информация к . Далее в цикле К = v+1 производятся операции прогноза в блоке П, преобразования в блоках П и ЛП, Срабатывает управляемый гидроцилиндр 5. Копир 4 устанавливается в новое положение. Производится выемка угля, передвижка базы9 измерения и корректировка коэффициентов в блоке ПРМ. Цикл управления повторяется,. По прошествии времени

К =- К система самообучается, т.е. выбираются коэффициенты, при которых прогноз .цостаточно мало отличается от измерения, и база движется9 достато 9ноточно копируя криволинейную поверхность почвы пласта с некоторым заданным прослойкам угля, толщина которого соответствует нулевой настройх-е дат- чика Я, 1227817

>и

Составитель И, Назаркина

Техред Л.Олейник Корректор Л. Патай

Редактор Л. Повхан

Тираж 470 Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2272/35

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4