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矿山智能化开采中机电协同控制方法研究
1
作者 冀凯晓 《中国科技期刊数据库 工业A》 2026年第1期108-111,共4页
矿山智能化开采是实现矿业高质量发展的核心路径,而机电设备协同控制水平直接制约其效能与安全。针对当前智能化矿山中普遍存在的设备间通信阻滞、控制逻辑冲突与系统联动迟滞等问题,本研究深入探索机电协同控制核心方法。首先剖析矿山... 矿山智能化开采是实现矿业高质量发展的核心路径,而机电设备协同控制水平直接制约其效能与安全。针对当前智能化矿山中普遍存在的设备间通信阻滞、控制逻辑冲突与系统联动迟滞等问题,本研究深入探索机电协同控制核心方法。首先剖析矿山智能化开采场景下机电系统多源异构、强耦合、环境严苛等核心特征,明确协同控制的内涵与难点。重点研究解决设备间异构网络融合与实时可靠通信的技术路径,设计基于边缘计算与知识图谱的动态协同决策模型以处理复杂工况下的设备冲突消解问题,提出分层分布式控制架构确保系统的响应敏捷性与鲁棒性,并建立融合物理机制与数据的数字孪生平台进行协同策略验证与优化。现场模拟验证表明,方法 显著提升了割煤-支护-运输系统协同效率百分之二十五,降低了设备故障率百分之十八,有效支撑了矿山智能化开采安全、高效、无人化作业目标的实现,为行业提供了可落地的解决方案。 展开更多
关键词 机电协同控制 矿山智能化 异构网络融合 自主决策 可靠性验证
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矿用隔爆开关开盖自动断电系统设计应用
2
作者 魏建华 《西部探矿工程》 2026年第2期117-119,共3页
针对煤矿井下隔爆开关在开盖检修时违章带电检修导致人员触电、设备烧毁等技术难题,司马煤矿通过技术研究,对井下隔爆开关设计了一套隔爆开关开盖自动断电系统,该系统采用工业无线环网技术进行数据传输,利用PLC控制、处理技术实现数据分... 针对煤矿井下隔爆开关在开盖检修时违章带电检修导致人员触电、设备烧毁等技术难题,司马煤矿通过技术研究,对井下隔爆开关设计了一套隔爆开关开盖自动断电系统,该系统采用工业无线环网技术进行数据传输,利用PLC控制、处理技术实现数据分析,利用传感器数据采集技术对现场环境参数进行实时采集,实现了隔爆开关开盖自动断电、远程监控等目的,通过现场实际应用效果来看,该系统投入使用后大幅度降低了带电检修事故率及设备损坏率,取得了显著应用成效。 展开更多
关键词 隔爆开关 检修 开盖断电系统 工作原理 应用效果
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基于FCM和CNN-BiLSTM-MHA的矿用带式输送机健康状态评估 被引量:4
3
作者 孙琪雅 袁逸萍 +1 位作者 张润泽 陈彩凤 《机床与液压》 北大核心 2025年第7期201-206,共6页
受频繁启停机、负载突变等影响,带式输送机监测数据存在大量噪声、异常值和空值等,从而无法准确表征其运行状态。提出一种基于FCM聚类算法和CNN-BiLSTM-MHA模型的健康状态评估方法。对采集到的多传感器数据,利用动态时间规整进行预处理... 受频繁启停机、负载突变等影响,带式输送机监测数据存在大量噪声、异常值和空值等,从而无法准确表征其运行状态。提出一种基于FCM聚类算法和CNN-BiLSTM-MHA模型的健康状态评估方法。对采集到的多传感器数据,利用动态时间规整进行预处理,采取自适应特征融合方法将降维后的健康指标进行融合;利用FCM聚类分析设备全生命周期退化数据,划分其健康状态;将划分好健康状态的数据输入CNN-BiLSTM-MHA模型进行训练,得到最终的健康状态评估结果。实验结果表明:与CNN和CNN-BiLSTM模型相比,CNN-BiLSTM-MHA模型在准确率、精确率、召回率和F1分数这4个评价指标上表现更优。 展开更多
关键词 关矿用带式输送机 健康状态评估 多传感器融合 模糊C均值聚类 CNN-BiLSTM-MHA
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基于迁移学习的EfficientNet矿用带式输送机除铁器异物识别 被引量:2
4
作者 杨海龙 袁逸萍 +3 位作者 樊盼盼 肖鹿 赵飞阳 袁少珂 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期443-453,共11页
在矿山作业中,带式输送机中的原煤输送带常混入锚杆、锚索、挖机铲齿和托盘等金属器件,需通过除铁器将这些异物吸走,以避免铁器与运煤发生磕碰或刺穿输送带,从而影响带式输送机的正常运行。针对矿用带式输送机除铁器在运行过程中经常面... 在矿山作业中,带式输送机中的原煤输送带常混入锚杆、锚索、挖机铲齿和托盘等金属器件,需通过除铁器将这些异物吸走,以避免铁器与运煤发生磕碰或刺穿输送带,从而影响带式输送机的正常运行。针对矿用带式输送机除铁器在运行过程中经常面临尘雾和低照度复杂的工作环境,提出了一种适用于低照度及尘雾环境的除铁器异物识别方法。首先,采集了露天煤矿带式输送机除铁器的异常和正常图像,通过限制对比度自适应直方图均衡化对低照度图像进行预处理,以增强图像对比度和提升监测图像的清晰度。通过随机加雾的方法模拟真实尘雾环境,提升模型泛化能力。随后,利用基于迁移学习的EfficientNet-B2网络,在网络架构中引入多个移动翻转瓶颈卷积模块,对不同层次的特征图进行叠加和分析,以提取图像的深层特征信号。通过全局平均池化层将高维特征图缩减为低维向量,最终通过全连接层输出图像的合格与异常类别。实验数据集来源于某露天煤矿现场采集的3000张除铁器图像和600张雾化处理图像。将提出的异物监测算法模型应用于某露天煤矿带式输送机的除铁器,以监测除铁器表面的吸附状态,并开展对比实验。实验结果表明,提出的模型能更快地达到稳定迭代,且损失值更小,并且在各项性能指标上均优于其他现有的卷积神经网络模型,具体表现:准确率为99.79%、精确率为99.07%、召回率为99.01%和F1-Score为0.9904。这些结果表明该模型能够准确有效地对除铁器的吸附状态进行分类。 展开更多
关键词 异物识别 迁移学习 图像增强 特征提取 EfficientNet
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变频调速系统在矿山机电设备节能中的应用 被引量:2
5
作者 李美璐 《能源与节能》 2025年第9期82-84,344,共4页
分析了矿山机电设备能耗,探讨了变频调速系统在矿山机电设备节能中的应用。研究表明,该系统能有效降低矿山机电设备能耗,提高能源利用效率。通过实际案例验证了其在不同矿山机电设备中的节能效果,为推动矿山行业节能减排提供了参考。
关键词 矿山 机电设备 变频调速 节能
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煤矿电网用SVG控制策略优化设计 被引量:1
6
作者 徐洋 《江西煤炭科技》 2025年第2期190-192,共3页
在分析电压型SVG主电路结构、工作原理的基础上,设计基于ip-iq电流检测的改进型PIR电流前馈解耦控制策略,设计基于全局均压控制、相间均压控制、相内均压控制的直流侧电容电压分层控制策略,最后完成仿真以及实验。
关键词 SVG主电路 电流前馈解耦控制 电压分层控制 无功补偿 谐波抑制
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超长工作面供配电电力监控系统的设计 被引量:1
7
作者 郗存根 《机电工程技术》 2025年第10期150-152,172,共4页
针对超长工作面供电存在的供电监控、可靠性、故障排查和预防等问题,提出了一种基于电力监控系统和局部放电监测模块的解决方案。首先,设计了一个电力监控系统,可以实时监测供电系统的运行状态,并对异常情况进行警报。其次,开发了一套... 针对超长工作面供电存在的供电监控、可靠性、故障排查和预防等问题,提出了一种基于电力监控系统和局部放电监测模块的解决方案。首先,设计了一个电力监控系统,可以实时监测供电系统的运行状态,并对异常情况进行警报。其次,开发了一套监控软件,可以帮助工作人员更好地监控系统运行情况并进行故障排查。此外,还设计了电力监控分站箱和局部放电监测模块,用于监测供电系统中的局部放电情况,提前发现潜在故障点。在实际运行中,当发生供电事故时,智能监控系统可以快速定位故障点,并提供决策支持。同时,与应急指挥系统的联动可以实现快速响应和处置事故,最大限度地减少事故损失。通过提出的解决方案,可以有效提高超长工作面供电系统的监控可靠性,减少供电事故发生的可能性,保障供电系统的安全稳定运行。 展开更多
关键词 超长工作面 绝缘监测 电力监控 故障排查 局放监测
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基于改进SVM的矿用防爆电动机轴承故障诊断方法 被引量:1
8
作者 王亦青 《煤矿机电》 2025年第1期78-82,共5页
针对防爆电动机轴承运行信号采集时容易受到温湿度、尘埃、振动等因素干扰,常规故障诊断效果不佳的问题,提出并设计了一种基于改进SVM的矿用防爆电动机轴承故障诊断方法。首先提取矿用防爆电动机轴承故障特征,分析与处理电动机运行数据... 针对防爆电动机轴承运行信号采集时容易受到温湿度、尘埃、振动等因素干扰,常规故障诊断效果不佳的问题,提出并设计了一种基于改进SVM的矿用防爆电动机轴承故障诊断方法。首先提取矿用防爆电动机轴承故障特征,分析与处理电动机运行数据,得到轴承振动、声音、温度等特征参数。引入SVM理论,对其SVM核函数进行改进,完成防爆电动机轴承故障诊断模型的构建。采用粒子群算法完成模型求解,实现矿用防爆电动机轴承故障诊断。对比试验结果表明,应用该方法的诊断准确率更高,初步试验分析其具有一定可行性。 展开更多
关键词 改进SVM 防爆电动机 轴承故障 诊断方法
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一种新型转子永磁同步电机磁场分析及特性 被引量:16
9
作者 司纪凯 刘志凤 +2 位作者 司萌 许孝卓 汪旭东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期348-352,共5页
提出一种面贴及内置两种方式混合的永磁电机转子拓扑新结构。采用有限元法分别建立内置式、面贴式及新型混合转子拓扑结构的永磁电机模型;计算3种结构电机的静态磁场,比较分析其等位线分布规律及一极距内气隙磁感应强度幅值分布;仿真了... 提出一种面贴及内置两种方式混合的永磁电机转子拓扑新结构。采用有限元法分别建立内置式、面贴式及新型混合转子拓扑结构的永磁电机模型;计算3种结构电机的静态磁场,比较分析其等位线分布规律及一极距内气隙磁感应强度幅值分布;仿真了3种结构电机的空载感应电势,分析得出新型结构的永磁电机空载感应电势波形更接近正弦;计算了新型转子结构永磁电机的空载定子损耗及转矩等运行参数。 展开更多
关键词 永磁同步电机 面贴式永磁 内置式永磁 混合拓扑结构 磁场分析
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开关磁阻电机径向电磁力解析建模及有限元分析 被引量:19
10
作者 张京军 龙荣 +2 位作者 张海军 赵子月 马希青 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期700-704,共5页
在考虑磁饱和与开关磁阻电机实际定转子极弧不等宽的前提下,结合麦克斯韦张量法和磁路法,推导建立一套能直接应用于开关磁阻电机定、转子极弧相等与不相等两种情况下的径向力的通用解析模型。该模型符合实际开关磁阻电机结构及运行特点... 在考虑磁饱和与开关磁阻电机实际定转子极弧不等宽的前提下,结合麦克斯韦张量法和磁路法,推导建立一套能直接应用于开关磁阻电机定、转子极弧相等与不相等两种情况下的径向力的通用解析模型。该模型符合实际开关磁阻电机结构及运行特点,为开关磁阻电机结构优化设计、电磁振动和噪声的预测和控制提供了理论参考。以1台样机为例,将解析模型的计算结果与三维有限元分析结果进行了对比,验证了所建解析模型的有效性。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 径向力 解析模型
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表面-内置式永磁转子同步电机多目标优化设计 被引量:9
11
作者 司纪凯 张露锋 +2 位作者 封海潮 许孝卓 张新良 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3167-3173,共7页
针对表面-内置式永磁转子同步电机(SIPMSM)优化目标多并且彼此之间相互制约的特点,引入一种统计学方法——田口法实现SIPMSM的多目标优化设计。选取齿槽转矩、电磁转矩波动、转矩永磁体质量比和力能指标等特性作为优化目标,并确定了对... 针对表面-内置式永磁转子同步电机(SIPMSM)优化目标多并且彼此之间相互制约的特点,引入一种统计学方法——田口法实现SIPMSM的多目标优化设计。选取齿槽转矩、电磁转矩波动、转矩永磁体质量比和力能指标等特性作为优化目标,并确定了对目标特性影响较大的优化参数和参数影响因子取值范围。建立参数影响因子和优化目标的实验正交矩阵,利用有限元法进行求解,分析参数的影响因子对SIPMSM目标性能的影响比重,从而确定使SIPMSM综合性能最佳的参数组合。通过对比优化前后的目标特性,结果表明优化后SIPMSM的综合性能得到极大的提高。 展开更多
关键词 表面-内置式永磁转子同步电机(SIPMSM) 田口法 有限元法 多目标优化设计
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数字变频调速技术在煤矿电机中的应用研究 被引量:18
12
作者 李海燕 李海宝 +1 位作者 赵汗青 王学惠 《煤矿机械》 北大核心 2009年第4期170-171,共2页
根据变频调速技术的发展,结合矿用电机的使用特点,提出变频调速技术在煤矿电机应用中需要解决的主要问题及解决途径,对应用中的理论基础和理论模型做了详细分析,并结合实际给出实例模型。该研究在实际的应用中可以达到有效节能,运行上... 根据变频调速技术的发展,结合矿用电机的使用特点,提出变频调速技术在煤矿电机应用中需要解决的主要问题及解决途径,对应用中的理论基础和理论模型做了详细分析,并结合实际给出实例模型。该研究在实际的应用中可以达到有效节能,运行上更加准确和快速。 展开更多
关键词 变频调速 电压型逆变器 正弦脉宽调制
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基于高频注入法的永磁同步电动机无传感器矢量控制 被引量:8
13
作者 叶生文 谷善茂 +1 位作者 李广超 方静欢 《工矿自动化》 2010年第1期44-47,共4页
提出了一种在零速或是低速时无传感器的永磁同步电动机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电动机的凸极效应原理,在两相旋转坐标系中注入高频信号来获取无传感器矢量控制时所需转子的精确位置和转速,并在此基础上给出了永磁同步电动机无... 提出了一种在零速或是低速时无传感器的永磁同步电动机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电动机的凸极效应原理,在两相旋转坐标系中注入高频信号来获取无传感器矢量控制时所需转子的精确位置和转速,并在此基础上给出了永磁同步电动机无传感器矢量控制系统。仿真结果表明,该方法能够准确估计转子位置和速度,满足矢量控制的需要。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 无传感器 矢量控制 高频信号注入
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面向芯片封装的高速精密定位平台控制系统设计 被引量:9
14
作者 张大卫 杜伟涛 冯晓梅 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1060-1065,共6页
为提高芯片封装的加工精度和效率,提出了一种由音圈电机驱动的二自由度高速精度定位平台,并基于音圈电机的性质和平台结构的动态分析,建立了平台控制系统数学模型.为降低高速频繁起停过程中定位系统产生的残余振动,以最小的超调量快速... 为提高芯片封装的加工精度和效率,提出了一种由音圈电机驱动的二自由度高速精度定位平台,并基于音圈电机的性质和平台结构的动态分析,建立了平台控制系统数学模型.为降低高速频繁起停过程中定位系统产生的残余振动,以最小的超调量快速达到稳态响应允许波动范围的最小节拍响应控制策略来进行参数优化.通过进行系统理论仿真和实验验证,结果表明,所设计的控制系统,稳定时间小于20 ms,运动加速度可达8g,定位精度小于2μm,重复定位精度为1μm左右,该控制系统动态品质优良,鲁棒性好. 展开更多
关键词 芯片 引线键合 音圈电机 最小节拍响应
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隔爆一体式变频电机的层叠母线设计 被引量:4
15
作者 白保东 陈晨 +1 位作者 张士军 何惠明 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第1期1-5,10,共6页
在对矿用变频器样机的研制与安装过程中,发现一体化电机系统中变频器内部电磁干扰不能有效地被屏蔽.为了减小内部电磁干扰,从机械强度、低感母线、电磁兼容等角度,采取层叠母线设计方案,把多层薄铜板与绝缘板热压成一体,并在端子引出点... 在对矿用变频器样机的研制与安装过程中,发现一体化电机系统中变频器内部电磁干扰不能有效地被屏蔽.为了减小内部电磁干扰,从机械强度、低感母线、电磁兼容等角度,采取层叠母线设计方案,把多层薄铜板与绝缘板热压成一体,并在端子引出点把所需的铜排引出以构成层叠母线结构.通过工程计算和软件仿真,证明了该母线可以有效地减小功率母线对电机驱动器的空间电磁干扰,有利于降低功率模块在开关过程中的过压,从而保障系统安全可靠地运行. 展开更多
关键词 煤矿机械 隔爆电机 虚拟样机 浪涌电压 电磁兼容 一体化电机 矿用变频器 层叠母线
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基于支持向量机与粗糙集的隔爆电动机故障诊断 被引量:7
16
作者 马宪民 张兴 张永强 《工矿自动化》 北大核心 2017年第2期35-40,共6页
针对煤矿井下隔爆电动机故障数据获取难且故障数据杂乱、非线性等问题,提出了一种基于支持向量机与粗糙集的隔爆电动机故障诊断方法。该方法采用小波包对隔爆电动机定子瞬时功率进行频谱分析,并提取故障特征量;利用粗糙集的约简特性消... 针对煤矿井下隔爆电动机故障数据获取难且故障数据杂乱、非线性等问题,提出了一种基于支持向量机与粗糙集的隔爆电动机故障诊断方法。该方法采用小波包对隔爆电动机定子瞬时功率进行频谱分析,并提取故障特征量;利用粗糙集的约简特性消除故障特征量冗余数据,将约简后的故障特征量作为支持向量机的输入样本,实现隔爆电动机转子故障诊断和分类。仿真结果表明,该方法故障诊断结果准确率达到92.857 1%。 展开更多
关键词 隔爆电动机 故障诊断 支持向量机 粗糙集 瞬时功率 小波包
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基于ARM的矿用电动机综合保护器的设计 被引量:9
17
作者 陈广大 刘德君 +1 位作者 李远芳 赵海鹏 《煤矿机械》 北大核心 2013年第7期250-252,共3页
在综合分析了矿用电动机故障种类和保护原理的基础上,进行了矿用电动机保护器的软硬件设计,介绍了一种智能型矿用电机综合保护器。该保护器采用32位微处理器STM32F103RC作为控制核心,通过信号转换与调理电路对三相电流、电压等信号进行... 在综合分析了矿用电动机故障种类和保护原理的基础上,进行了矿用电动机保护器的软硬件设计,介绍了一种智能型矿用电机综合保护器。该保护器采用32位微处理器STM32F103RC作为控制核心,通过信号转换与调理电路对三相电流、电压等信号进行处理,经微处理器运算后进行控制,实现电机短路、过载、断相、三相不平衡、漏电、过压及欠压等故障保护功能。该保护器具有液晶显示、故障记录存储与查询、CAN总线与上位机通讯等功能。 展开更多
关键词 矿用电动机 保护器 电动机故障 ARM微处理器
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基于滑模变结构的感应电动机直接转矩控制 被引量:4
18
作者 韩亚军 杨小强 +1 位作者 祝万平 周洋 《工矿自动化》 北大核心 2012年第8期71-74,共4页
针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制... 针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制中的PI控制器,可有效减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,增强了系统的稳定性。仿真结果证明了该方法的正确性。 展开更多
关键词 感应电动机 速度滑模 变结构 直接转矩控制 指数趋近律 PI控制器
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基于AVR单片机的矿用智能型电机保护器的研制 被引量:8
19
作者 余道洋 张传伟 郭卫 《工矿自动化》 北大核心 2007年第3期51-53,共3页
文章介绍了一种采用ATMEG8单片机设计的矿用智能型电机保护器。该产品是传统JDB系列保护器的更新换代产品,它除保留原产品的基本保护功能外,还具有智能保护的功能。实际应用表明该产品具有较高的性价比和市场推广价值。
关键词 矿井 电机 智能型保护装置 AVR单片机
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基于单神经元PID的直流脉宽调速系统研究 被引量:4
20
作者 周晓华 刘胜永 +1 位作者 王荔芳 蓝会立 《工矿自动化》 北大核心 2013年第11期85-88,共4页
针对传统直流调速系统存在因PID控制器参数固定而导致调速性能差的问题,提出了基于单神经元PID的双闭环直流脉宽调速系统的设计方法,即采用单神经元PID控制器替代传统的转速PI调节器,并用S函数编写该控制器的算法程序。Matlab仿真结果表... 针对传统直流调速系统存在因PID控制器参数固定而导致调速性能差的问题,提出了基于单神经元PID的双闭环直流脉宽调速系统的设计方法,即采用单神经元PID控制器替代传统的转速PI调节器,并用S函数编写该控制器的算法程序。Matlab仿真结果表明,基于单神经元PID的双闭环直流脉宽调速系统具有较快的响应速度和较强的抗干扰能力,调速性能得到了较好的改善。 展开更多
关键词 直流脉宽调速 单神经元PID控制 转速调节器 S函数
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