Способ управления движением базы механизированной крепи по гипсометрии залегания пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК И 9 12 РЕТЕНИ ЕЛЬСТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД(71) .Институт угля СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР И 1 603751, кл. Е 21 0 23/00, 1975.Авторское свидетельство СССР Ф 775334, кл. Е 21 0 23/12, 1980.(54)(57) СПОСОБ УПРАВБНИЯ ДВИЖЕНИЕМ БАЗЫ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ 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 щ и й с я 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 шагуа передвижки, производят расчет положения последующей точки с учетом заданных коэффициентов и переводят его в систему координат металлоконструкций базы механизированной крепи, осуществляют управление выемкой угля пропор- ционально величине и знаку расчетного положения, передвижку базы на шаг и измеряют толщину угольного прослойторую сравнивают с расчетной С: ной и по результатам сравнения корректируют заданные коэффициенты.Нзсбретение относится к гарному делу я именно к ягрегятнь)м крепям,. и мажет найти применение в горной промьпплецности дпя отработки крутопяцающих пластав угля мощзастью 1,.2 иПельш изобретения является павышепве точности управления путем сведе"- ния к минимуму Ошибок управленияНЯ фиг, 1 представлена Общая схема процес а упряВле 11 ия движением базь 1крепи по гипсаиетрии залегания плас та; ня фиг. 2 - принципиальная схема управляемого гицроцилиндра,0 бъектом управления (фиг. 1) является база 1 агрегатной крепи Б которой Б направляющих 2 установлен сБозмоьп 1 остью Бертикальнога перемещения ползуп 3, Пя последнем же"тко укреплен копир 4 к которому шарнирно присоединен штакавай частью управляемый гидроцилиндр 5. другой стороной также шарнирна соединенный с базой 1, В передней части базы 1 имеется на- ПРЯБЛЯЮЩЯЯ 6) К Каторай КРЕПИТСЯ средство выеики угля (не показано) с исполнительным органом, положение которого соответствует па зертикали положению капиря 4 (штриховая линия Б нижней части кангъая Выемки соатБРтствует положению капира 4) Шаг Вы-.емки угля со с т Являет ширин 1 3 яхв ятяА ИСПалиитЕЛЬНОГа ОРГаца.К базе 1 шарнирно присоединена передняя в пора 7 Б котарук) вионтира)зяп ятди 8 )"Панины уголь парада способный измерять толщину угольного ппаслойкя мРжпу нижней поверхностью пРэедней опоры / и пОверхнсстью па Бац ПОЧВ) К ба.Е 1 ПрИСОЕБИНЕ 1 Я тах в . же шзрн)1 рна задняя Опая 9 тяк, чта расстр)1 ние между шарниром задней апарь; . н цснтром датчика 8 кратно ширине захватя А исполнительного органа. Рс базе 1 ус. я 11 авлен измеритель 10 ч 1 ЛОБ 11 Х Наложений базы,например гироско)1) , ко) арыи способен измерять угал пОлажения базыОтносительна некоторой системы координат. сохрянян)ший постоянное направление осей при передвижках базы 1 по мере выики угля. Измеритель 10 и датчик 8 соедив:ены злектриче 1;.н с вычислительнь)м блоком 11. Управпяемый гидроцилиндр 5 клеммами с и соединен с источником питания П) цс)стаяннаго тока, а также с напорной Е и сливной Г гидромагист-.ралями. Вычислительный блок 11 включает всебя преобразователь координат П 1, соединенный каналом передачи информа)ьии с блоком памяти ПМ, имеющим число ячеек ч, равное кратности шага выемки Л, расстоянию между шарниром задней Опоры 9 и центром датчика 8. Блок П, также соединен каналом связи с блоком ПРМ. Блок ПРМ процедуры Робинса 1 б Монро включает у ячеек памяти, ТакимОбразом, ч - глубина паияти и вычислительного блока 1, Блоки ПМ и ПРМ соединены каждый ч каналами связи с блоком прогноза Пр, Блок ПМ соединен ) также ч каналами связи с блоком ПРМ.Блок Пр каналом связи последовательно соединен с преобразователем координат П и линейным преобразователем ЛП Выход которого соединен каналом 20 связи с клеммами а и Р управляемогогидропилиндра 5., Кроме того, блок П соединен с измерителем 10, а последняя ячейка памяти блока ПМ - с линейным преобразователем ЛП,2управляемый гидроцилиндр 5(фиг, 2)включает гидроцилиндр 2, на корпусекоторого жестко укреплен гидразамок13 и кронштейн 14 с реостатом 15, Плечи последнего электрически соединеныЗЪс сопротивлениями К и КВ мастОВуюсхему, которая через клемы с иподключена к источнику питания И, Наштаковой части гидроцилиндра 12 укреплен хомут 1 б с толкателем 17, со 3- единенным с бегунком реостата 15,Мост, образованный реостатом 15 и со;противлениями К, и К , электрическисоединен также через усилитель 8 скатушками 4 установки электрогидрозолотника 19, а его катушки управле 46ния У - склемиами л и 7,Рабочие полости гид)дцилиндра 12гидравлически соединены через гидрозамок 13 и электрогидрозолотник 19 сф напорной Е и сливной Р гидромагистраСпособ с помощью системы управления осуществляется следующим образом.В исходном состоянии (фиг, 1), когдя измерения с помощью датчика 8 граграницы уголь - порода еще не проводились, блок ПРМ не содержит сведенийаб измеренных и преобразованных значениях угольнога прослойка к, В ячей 55 ках памяти блока ПРМ заложены начальные значения каэффициен)ов уь)(0),Ячейки блока памяти ГМ пусты н, следовательно, Б блок прогноза 1 не поР3 1227 ступает информация, необходимая для прогноза. На выходе блоков ПР, П и ЛП - нулевой сигнал, который имеется также на клеммах аи Д управляемого гидроцилиндра 5. Напряжение разбаланса моста (Фиг. 2), снимаемое с бегунка реостата 15, и точки контура между сопротивлениями К К , усиливается усилителем 18 и подается на катушки Н установки нуля электрогидрозолотника О 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 электрогидрозолотника 19 открывает доступ рабочей жидкости из магистрали Е через гидрозамок 13 в одну иэ полостей гидроцилиндра 12, другая полость при этом подключается к сливу в маги страль Р. Гидроцилиндр 2 раздвигается или сокращается в зависимости от того, к какой полости подключена напорная магистраль Г. Одновременно перемещается копир 4. Это движение че рез хомут 16 и толкатель 17 передается бегунку реостата 15 и продолжается до тех лор, пока бегунок реостата 15 не займет положение, при котором разбаланс моста окажется равным нулю и З 0 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,В то же время производятся измерения датчиком 8 толщины угольного прослойка в системе координат базы и 40 измерителем 10 угля ориентации базы 1 д 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 50 с датчика 8 г (О) и измерителя 10 д (0) поступают на преобразователь координат П, где преобразуютсй, согласно зависимости (при положительном повороте осей) 55г(К) = -а ч зп дср (К) +(1) где ач - постоянная величина;К - 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 г (0) поступает в первую ячейку памяти ПМ 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 ч ячейках. Следовательно, выемка угля проводится при нулевом положении копира4 так, что поверхности опор 8 и 9, атакже нижняя граница контура выемки(штриховая линия) лежат примерно водной плоскости. Так проходит ч - 1 циклов по выемке угля и передвижке базы 1 на шаг А,К этому времени в блоке ПМ заполнено чячеек памяти причем каждое . последующее значение г, например я (ч), поступает в первуюячейку памяти, перемещая предыдущее например, г (ч) во вторую, а из второй например к (ч) в третью и так далее.В ч-ом цикле после передвижки базы 1 производится измерение Т (ч) и до (ч), после преобразования в блоке П, к (ч) поступает в первую ячейку блока ПМ, перемещая предыдущие значения. Память блока ПМ полностью заполнена. Одновременно значение г (ч) по-. ступает в блок ПРМ. В нем производится корректировка коэффициентов согласно зависимости, приведенной нижеу Значения я (х) и у 1(ч) из памяти блоков ПМ и ПРМ поступают в блок прогноза П, где вычисляется прогнозное значенйе к на шаг вперед согласно зависимостия (К+1) =у г (К)+у к (К)+у"Е(К- )В данном случае К = ч - время с начала работы системы управления. В блок преобразования координат П поступают значения я (ч+1) и д (ч), где производится преобразование, обратное произведенному в блоке преоблразования координат П , т, е. к (ч+1) возвращается в систему координат базы 1, В линейном преобразователе ЛП1г, = (2 у+1) г(К-у)-г(К+1)т (у+1) (3) 3 для чего в блок ЛП подается значение г йзу-й ячейки памяти блока ПИ, 1 К-с и (К+1) - индексы времени. Этим преобразованием координата г на передней опоре 7 корректируется так, что точки задней опоры 9 передней9опоры 7 и прогнозная точка г (у+1) лежат на одной прямой. Сигнал 1), 1; пропорциональный г , и полярности,Усоответствующей знаку г, подается на клеммы а иуправляемого гидро- цилиндра 5.Напряжение 1) (фиг. 2) подается ;и на катушки управления У. Электрагидроэолотник 19 перемещается в одно из крайних положений Открывается доступ рабочей жидкости из магистрали Е через гидроэамок 13 в одну из полостей 25 гидрацилиндра 12, Другая полость под- ключается к сливной магистрали Г. Гидроцилиндр 12 начинает раздвигать- ся или сокращаться в зависимости ат положения электрогидрозалотника .9., Эб Эта движение передается бегунку реостата 15. При перемещении последнего увеличивается разбаланс моста, образованного реостатам 15 и сопротивле.ниями К и К . Сигнал на катушках ус-,- тановки нуля Н электрогидразолотника19 увеличивается, причем его пэляр" ность противоположна полярностм сиг.нала на катушках управления У, Движение происходит да тех пор, пока ;а, движущие усилия катушек У не уравняются с двжкущими усилиями катушек Н электрогндразолотника 19, При ураннивании усилий последний устанавли.- вается в исходное положение. Доступ жидкости из магистрали Е прекращается. Гидрозамак 13 запирает гидроци 1 гля, соответственно новому положению копира 4, При этом нижняя гранина контура выемки (штриховая линия,фнг, 1), примерно соответствует грогвозному значения г (ч+1),Производится передвижка базы 1 нашаг вь 1 емки Л, Далее осуществляетсяизмерение г (у+1) и й (ч+1) . Преобразованное значение г (у+1) поступаетв первую ячейку памяти блока ПМ, причем все предыдущие значения перемещаются на оцну ячейку, а значение изячейки ч уничтожается, Значение г(1.;+1) поступает в блок ПРМ, замещаяпредыдущее значение. Производитсякорректировка коэффициентов согласнопроцедуре Робинса-Манро61 11 - и)У (К+1)=" (К)+Лг(К+1)-У (К)г(К) - ,(ъ 7 = (, 1) Р (. ) (ч)где 1 = 1, 2, ч; К = ч; 1 - постоянный коэффициент, характеризующий шаг случайного блуждания. Для этой корректировки из блока ПМ подается информация г 1 , Далее в цикле К = ч+1 производятся операции прогноза в блоке П , преобразования в блоках П и ЛП, Срабатывает управляемый гидрацилиндр 5, Копир 4 устанавливается в новое положение. Производится выемка угля, передвижка базы, измерения и корректировка коэффициентов в блоке ПРМ. Цикл управления повторяется, По прошествии времени К =- К система самаобучается, т.е. выбираются коэффициенты, при которых прогноз,цостаточно мало отличается от измерения, и база движется достаточноточно копируя криволинейную поверхность почвы пласта с некоторым заданным прослойкам угля, толщина которого соответствует нулевой настройцатчика Я,1227817 Составитель И, НаэаркинаТехред Л,Олейник Корректор Л. Патай Редактор Л. Повхан Заказ 2272/3 ВНИКЛИ по 13035, д, 4 на оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11 роектная Тираж 470 Государст лам изобр осква, Жнного ко ений и оРаушск Подписитета СССрытий