针对传统采用倾角传感器与测高传感器对液压支架支护姿态、支护高度进行解算存在的诸多问题，提出了基于立柱千斤顶行程、平衡千斤顶行程驱动的液压支架支护姿态与高度解析方法。基于液压支架的骨架结构参数模型，构建了液压支架主体结构件各铰接点的位置关系方程，通过分析液压支架各部件的运动参数关联关系，得出了液压支架支护姿态与支护高度的数学表达。分别采用牛顿-拉夫逊方法、弦割法、布罗伊登法对液压支架支护姿态与高度进行数值求解，开发了基于三种方法的液压支架支护姿态与高度解析算法。通过对比分析发现，牛顿-拉夫逊方法、弦割法的求解精度不受迭代初始参数影响，而布罗伊登法的求解精度则受初始参数影响较大，且牛顿-拉夫逊方法、弦割法的解算精度、解算效率、稳定性均明显高于布罗伊登法。牛顿-拉夫逊方法、弦割法的求解精度基本相同，均能达到角度误差小于1°、高度误差小于0.1m，但牛顿-拉夫逊方法的求解效率显著高于弦割法。通过对40组骨架模型进行求解对比分析，以及多组液压支架现场实测求解对比分析，验证了基于立柱千斤顶行程、平衡千斤顶行程驱动的液压支架支护姿态与高度解析方法的可行性、稳定性与实用性，确定牛顿-拉夫逊方法作为液压支架支护姿态与高度的解析方法。

1 液压支架支护姿态结构参数模型
1.1 液压支架骨架参数模型
1.2 液压支架支护姿态的数学表达
2 液压支架支护姿态解析方法
2.1 基于牛顿-拉夫逊方法的支护姿态解算
2.2 基于弦割法的支护姿态解算
2.3 基于布罗伊登法的支护姿态解算
3 液压支架支护姿态解析算法对比分析
4 实测验证
5 结论

庞义辉,刘新华,王泓博,姜志刚,关书方,张自发,王伟.基于千斤顶行程驱动的液压支架支护姿态与高度解析方法[J/OL].采矿与安全工程学报:1-14[2023-06-18].http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1760.TD.20230309.1621.002.html