Способ управления движением базы механизированной крепи по гипсометрии залегания пласта

 

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