基于数字孪生的液压支架群跟机工艺虚拟调试方法

煤炭科学技术
网络首发时间：2023-12-15 16:47:35

作者

李娟莉郭清杰高波边强王冬波
单位

太原理工大学机械与运载工程学院煤矿综采装备山西省重点实验室山西科达自控股份有限公司晋能控股煤业集团同忻矿山西有限公司
摘要

针对物理综采工作面三机跟机自动化工艺参数调试周期长，费用成本高，以及工作环境搭建困难等问题，基于数字孪生技术，研究了液压支架群跟机行为工艺虚拟调试关键技术。首先基于现代建模技术构建了1:1构综采三机孪生体，利用虚拟现实引擎对综采三机运动单元进行了虚拟重构和虚拟仿真；然后基于现代设计理论，依据三机协同原则实现了跟机自动化过程中的不同参数配置，建立了采煤工艺的支架行为工艺决策模型和支运装备直线度协同控制模型，并在虚拟场景中对决策模型进行预演；最后利用TCP协议建立了虚实交互通道，通过半实物仿真实验对决策模型进行了验证。结果表明：虚拟场景在执行采煤工艺时可对物理工作面场景进行精准复现，通过支架群行为决策模型可提前对液压支架工艺行为进行决策规划，通过反向控制实验可对支架控制器进行实时虚实交互。有望克服井下调试环境阻碍，对综采三机电液控程序的合理制定与修正提供有用参考价值。
关键词

虚拟现实虚拟调试液压支架群三机协同行为决策
文章目录

0引言
1系统框架
2综采工作面液压支架群虚拟重构
2.1基于物理引擎的虚拟综采场景构建
3复杂环境下支架群行为决策模型构建
3.1液压支架群工艺决策分析
3.2建立液压支架群工艺动作决策数学模型
3.3支运装备直线度协同控制决策数学模型构建
4系统决策预演与半实物集成控制
4.1液压支架群仿真工艺决策系统实现
4.2支运装备直线度协同控制实现
4.3液压支架群反向控制实现
5结束语