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智能掘进装备在煤矿矿井建设中的应用
1
作者 胡小勇 《能源与节能》 2026年第2期273-275,共3页
为推动煤矿矿井建设,对智能掘进装备在煤矿矿井建设中的应用进行了研究分析。首先简单介绍了智能掘进装备的优势,随后分析了智能掘进装备在煤矿矿井建设中的作用,最后以EBZ系列掘锚钻一体机为例,分析了该设备在煤矿矿井建设中的应用,旨... 为推动煤矿矿井建设,对智能掘进装备在煤矿矿井建设中的应用进行了研究分析。首先简单介绍了智能掘进装备的优势,随后分析了智能掘进装备在煤矿矿井建设中的作用,最后以EBZ系列掘锚钻一体机为例,分析了该设备在煤矿矿井建设中的应用,旨在充分展现智能掘进设备的价值,推动煤矿矿井建设工作稳定开展。 展开更多
关键词 智能掘进设备 煤矿 矿井建设 应用
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基于多源数据融合的掘进机姿态监测与纠偏控制研究
2
作者 任立 《能源与节能》 2026年第2期32-34,38,共4页
针对隧道掘进机施工姿态偏差问题,提出基于多源数据融合的姿态监测与纠偏控制方法。通过多模态传感器实时采集运动参数,采用改进卡尔曼滤波算法实现异构数据时空融合,构建地质-机械耦合的三维姿态解算模型,达成毫米级精度监测。创新设... 针对隧道掘进机施工姿态偏差问题,提出基于多源数据融合的姿态监测与纠偏控制方法。通过多模态传感器实时采集运动参数,采用改进卡尔曼滤波算法实现异构数据时空融合,构建地质-机械耦合的三维姿态解算模型,达成毫米级精度监测。创新设计模糊PID(Proportional-Integral-Derivative,比例-积分-微分)控制策略,融合多目标优化算法动态平衡纠偏效率与机械约束。仿真验证表明,系统水平偏差稳定于±15 mm,垂直偏差稳定于±10 mm,纠偏响应时间缩短40%,为复杂地层隧道智能化施工提供了高精度、强适应性的解决方案。 展开更多
关键词 掘进机 多源数据融合 模糊PID控制
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基于优化神经网络结构的掘进机故障诊断研究
3
作者 王振华 《能源与节能》 2026年第2期82-85,共4页
针对全断面隧道掘进机在复杂地质条件下故障特征提取困难、诊断精度不足等问题,提出了1种基于PCA(Principal Component Analysis,主成分分析)与优化BPNN(BP Neural Network,BP神经网络)的智能故障诊断方法。通过构建包含机械系统、液压... 针对全断面隧道掘进机在复杂地质条件下故障特征提取困难、诊断精度不足等问题,提出了1种基于PCA(Principal Component Analysis,主成分分析)与优化BPNN(BP Neural Network,BP神经网络)的智能故障诊断方法。通过构建包含机械系统、液压系统、电气系统、运行工况和环境参数5个维度的11项二级指标体系,采集28 560组现场运行数据。采用PCA方法对多维特征参数进行降维处理,提取前3个主成分,建立基于Sigmoid激活函数的3层BP神经网络模型。实验结果表明,PCA-BPNN模型较传统BPNN模型具有显著优势,训练迭代次数减少68.8%,MSE(Mean Squared Error,均方误差)降低至10^(-5)量级,回归拟合系数R提升至0.992 17,最大相对误差控制在-0.300%。工程应用验证显示,该方法对掘进机典型故障的诊断准确率达到97.3%,可为隧道施工装备的智能运维提供有效技术支撑。 展开更多
关键词 隧道掘进机 故障诊断 指标体系 主成分分析 BP神经网络 智能运维
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掘进机截割头自动控制系统性能研究
4
作者 高瑞文 《煤矿机械》 2026年第3期49-53,共5页
悬臂式掘进机是用于煤矿巷道掘进和隧道施工的核心装备。研究了横轴悬臂式掘进机在工业性试验中的一项创新技术,该技术首次提出了基于程序控制的截割头转速调节方案,即利用变频器实现截割头运动的精准控制。通过在模拟煤壁中进行截割测... 悬臂式掘进机是用于煤矿巷道掘进和隧道施工的核心装备。研究了横轴悬臂式掘进机在工业性试验中的一项创新技术,该技术首次提出了基于程序控制的截割头转速调节方案,即利用变频器实现截割头运动的精准控制。通过在模拟煤壁中进行截割测试,分析了设定参数对执行机构性能的影响,探讨了参考值与实际截割头运动状态的关系,对比了控制系统在有无反馈机制下的性能表现,揭示了反馈机制对硬件性能的显著提升作用。该方案为悬臂式掘进机自动化控制提供了重要参考,有效提升了截割效率与施工精度。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 截割头 控制系统 自动化控制
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基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法 被引量：1
5
作者 刘京 魏志强 +1 位作者 蔡春蒙 刘洋 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期78-85,95,共9页
煤矿掘进机精准定位是智能掘进的基础,但井下低光照、高粉尘等恶劣作业环境导致单一定位方法精度低、稳定性差。为提高掘进机在恶劣环境中的定位精度,提出了一种基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法。首... 煤矿掘进机精准定位是智能掘进的基础,但井下低光照、高粉尘等恶劣作业环境导致单一定位方法精度低、稳定性差。为提高掘进机在恶劣环境中的定位精度,提出了一种基于误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法。首先,以悬挂在巷道顶部的球靶中心为巷道坐标系原点,设计基于密度的噪声鲁棒空间聚类(DBSCAN)算法和基于形状特征的球靶点云提取算法,解决传统依靠反射强度区分球靶的方法在粉尘堆积时易失效的问题,结合坐标变换方法构建雷达位置测量系统以获得融合定位基准。其次,利用惯导积分得到掘进机的位置和姿态信息。然后,基于一阶高斯马尔可夫过程进行误差状态建模,采用误差状态卡尔曼滤波算法融合雷达和惯导的输出,得到掘进机在巷道中的融合定位结果,并将融合定位结果反馈给惯导,以校正其累计误差,从而获得精准的定位结果。定位试验结果表明:在掘进机静止状态下,不同位置和姿态角下雷达定位系统的位置误差小于10 cm,惯导定位系统的位置误差小于70 cm;在掘进机运动状态下,融合系统的位置误差为5.8 cm,相比雷达系统的位置误差降低了12.1%。基于激光雷达与惯导融合的掘进机定位方法可以在复杂掘进工况中满足煤矿掘进机自动截割时的定位需求。 展开更多
关键词 掘进机定位 激光雷达 惯导 误差状态卡尔曼滤波 基于密度的噪声鲁棒空间聚类算法 球靶
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煤矿掘进机电控系统的可靠性设计分析 被引量：5
6
作者 段志宏 《矿业装备》 2025年第1期108-110,共3页
深入探讨煤矿掘进机电控系统的可靠性设计,旨在确保矿山生产过程的安全性和效率。通过系统性的可靠性分析方法揭示故障树分析(Fault Tree Analysis,FTA)、失效模式与影响分析(Failure Mode and Effects Analysis,FMEA)以及Monte Carlo... 深入探讨煤矿掘进机电控系统的可靠性设计,旨在确保矿山生产过程的安全性和效率。通过系统性的可靠性分析方法揭示故障树分析(Fault Tree Analysis,FTA)、失效模式与影响分析(Failure Mode and Effects Analysis,FMEA)以及Monte Carlo仿真在提升机电控系统可靠性方面的价值,进一步呈现在系统设计阶段、材料选择、环境适应性等方面的设计策略,通过实际案例分析了呈现这些策略在实际应用中的效果。 展开更多
关键词 煤矿掘进机 电控系统 可靠性设计 故障树分析
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基于多技术深度融合的掘进机自动截割控制技术应用研究 被引量：3
7
作者 郭宇 《山东煤炭科技》 2025年第4期81-85,共5页
山西汾西矿业集团水峪煤业有限公司现场使用掘进机存在截割控制精度低、定位误差较大等问题,严重影响了煤矿巷道质量和成巷速度,制约了煤矿的产量和效益。根据矿井实际情况,采用机器视觉技术和优化PID控制多技术融合,设计出掘进机自动... 山西汾西矿业集团水峪煤业有限公司现场使用掘进机存在截割控制精度低、定位误差较大等问题,严重影响了煤矿巷道质量和成巷速度,制约了煤矿的产量和效益。根据矿井实际情况,采用机器视觉技术和优化PID控制多技术融合,设计出掘进机自动截割控制系统方案。应用结果表明:当掘进机移动位置和设定轨迹不一致时,PID控制器会自动调整掘进机截割臂位置,改善了传统截割存在的误差较大的问题;且优化后的PID控制算法对掘进机截割头控制精度达到了毫米级,系统输出响应特性平稳,系统抵抗外部干扰能力较强,最大角度控制误差仅为0.79°,满足当前掘进机的控制精度要求。 展开更多
关键词 掘进机 自动控制 连续截割 控制系统 无人化
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基于PLC的煤矿掘进机自动化控制系统设计与实现 被引量：3
8
作者 马会川 孙庆梓 李仕宾 《现代制造技术与装备》 2025年第3期198-201,共4页
为提高煤矿掘进效率与安全性,设计一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的煤矿掘进自动化控制系统。该系统采用分层架构,感知层利用传感器采集掘进机状态参数,控制层基于自适应模糊比例-积分-微分(Proportional... 为提高煤矿掘进效率与安全性,设计一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的煤矿掘进自动化控制系统。该系统采用分层架构,感知层利用传感器采集掘进机状态参数,控制层基于自适应模糊比例-积分-微分(Proportional-Integral-Differential,PID)控制算法实现对掘进机各部件的精确控制,执行层驱动掘进机完成掘进作业。实验结果表明,该系统速度控制精度优于1.5%,电机启动时间小于3 s,系统响应时间小于100 ms,控制算法收敛时间小于500 ms,具有良好的控制性能和健壮性,能满足煤矿掘进自动化需求。 展开更多
关键词 煤矿掘进机 自动化控制 可编程逻辑控制器(PLC) 自适应模糊比例-积分-微分(PID)控制算法
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智能化掘进机的优化应用及效益分析 被引量：2
9
作者 王磊 《机械管理开发》 2025年第1期156-158,共3页
为了提高煤炭采出率,根据现代化工业对煤矿开采过程中的掘进设备智能化的要求应用进行了研究。基于德盛煤矿掘进工作面的设备和工艺优化经验,以智能化掘进机为核心,建立了一套智能快速掘进系统。通过自动化控制系统的纽带作用和远程可... 为了提高煤炭采出率,根据现代化工业对煤矿开采过程中的掘进设备智能化的要求应用进行了研究。基于德盛煤矿掘进工作面的设备和工艺优化经验,以智能化掘进机为核心,建立了一套智能快速掘进系统。通过自动化控制系统的纽带作用和远程可视监控的连接,可以有效提高掘进工作面巷道掘进系统的智能性、安全性、高效性。经计算,掘进系统升级后增收646万元,为德盛煤矿掘进工作面无人化开采奠定基础。 展开更多
关键词 煤矿生产 智能掘进设备 快速掘进
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煤矿掘进机远程可视化操作关键技术研究 被引量：1
10
作者 张贺 《山东煤炭科技》 2025年第4期86-90,共5页
针对煤峪口煤矿悬臂式掘进机近距离操作存在的工人劳动强度大、危险系数高、劳动力成本较高等问题,采用传感检测技术与机器视觉定位技术融合,提出了煤矿掘进机远程可视化操作控制系统方案,由车身搭载工业摄像机、基站和传感器实现对掘... 针对煤峪口煤矿悬臂式掘进机近距离操作存在的工人劳动强度大、危险系数高、劳动力成本较高等问题,采用传感检测技术与机器视觉定位技术融合,提出了煤矿掘进机远程可视化操作控制系统方案,由车身搭载工业摄像机、基站和传感器实现对掘进机位置信号和运动状态的在线监控,由工业以太网建立井下掘进机与上位机之间的数据传输,实现对掘进机运行状态的可视化在线运维。结果表明,掘进机远程可视化操作关键技术实现了对掘进机位姿的在线监控和自动调整反馈,掘进机位移信号以及关键部位的温度信息在上位机中可视化显示,大大提高了设备运维效率,降低工人劳动强度,取得了满意的应用效果。 展开更多
关键词 掘进机 远程运维 在线监测 可视化 无人化
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EBZ230型掘进机自动截割控制系统的设计与应用 被引量：1
11
作者 刘涛 高龙 王开峰 《山东煤炭科技》 2025年第8期83-87,共5页
针对巷道掘进中劳动强度高、截割精度差及设备过载损耗等问题,以EBZ230型掘进机为对象基于PID控制算法设计一种自动截割控制系统。该系统以PLC控制器和智能工控面板为核心,结合位移传感器、电流传感器及电液比例换向阀等实时监测煤岩硬... 针对巷道掘进中劳动强度高、截割精度差及设备过载损耗等问题,以EBZ230型掘进机为对象基于PID控制算法设计一种自动截割控制系统。该系统以PLC控制器和智能工控面板为核心,结合位移传感器、电流传感器及电液比例换向阀等实时监测煤岩硬度及设备运行参数,采用闭环控制技术动态调整截割速度与路径,实现精准自动化截割。工业性试验表明,在自动截割控制模式下,巷道断面自动成形精度提升,截割误差控制在每20m不超过15cm,悬臂动态俯仰角和偏向角测量精度≤0.1°,巷道成形质量显著提高;电机运行电流平稳,电流平均值降低6.5%,2 d监测周期内未发生电流超限事件,设备过载风险大幅度降低,保障了设备的安全性和稳定性。研究结果可为煤矿掘进设备的智能化升级提供技术支撑。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 自动截割控制 PID控制算法 闭环控制系统
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悬臂式掘进机智能控制系统开发与应用研究 被引量：1
12
作者 武晨辉 《能源与节能》 2025年第9期315-318,共4页
为了提升悬臂式掘进机截割作业的精确性,设计出一种掘进机智能控制系统。通过介绍智能控制系统的功能需求,分别对智能控制系统的总体框架及软硬件进行了设计,并利用工业性试验分析的方式,对该智能控制系统实践应用效果进行验证。由工业... 为了提升悬臂式掘进机截割作业的精确性,设计出一种掘进机智能控制系统。通过介绍智能控制系统的功能需求,分别对智能控制系统的总体框架及软硬件进行了设计,并利用工业性试验分析的方式,对该智能控制系统实践应用效果进行验证。由工业性试验可知,应用该智能控制系统后,掘进机实际截割路径与理论截割路径基本重合,表明智能控制系统应用效果良好,达到提升悬臂式掘进机截割作业精确性的目的,因而可将该智能控制系统大规模推广。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 智能控制系统 截割作业
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智能控制施工升降机关键技术研究与应用 被引量：1
13
作者 徐志源 梁勇 《建设机械技术与管理》 2025年第2期66-68,共3页
针对施工升降机的智能控制关键技术进行研究,分析智能控制系统的主要分类,结合相关智能控制施工升降机关键技术的应用与实践,进一步探索智能无人施工升降机新技术的运用,为相关人员提供参考与借鉴。
关键词 施工升降机 智能控制 关键技术
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煤矿掘进机电气控制系统研究 被引量：1
14
作者 张蒙 《能源与节能》 2025年第10期145-147,151,共4页
主要研究了煤矿掘进机电气控制系统的功能及其存在的不足,并对其未来发展趋势进行了探讨。当前,掘进机电气控制系统在煤矿安全高效作业中具有重要地位,但仍面临控制精度不足、自动化水平较低等问题。首先分析了电气控制系统的功能及现... 主要研究了煤矿掘进机电气控制系统的功能及其存在的不足,并对其未来发展趋势进行了探讨。当前,掘进机电气控制系统在煤矿安全高效作业中具有重要地位,但仍面临控制精度不足、自动化水平较低等问题。首先分析了电气控制系统的功能及现存问题,进而提出了截割自动化控制、煤岩界面自动识别和截割过程可视化等未来发展趋势,以期为掘进机电气控制系统的优化提供参考。 展开更多
关键词 掘进机 电气控制系统 自动化控制
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掘进机回转台振动抑制研究
15
作者 杨茂林 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S1期115-119,共5页
掘进机回转台在复杂地质条件下运行时,会面临非均匀载荷及地层硬度的动态变化,导致掘进机回转台出现明显的振动现象,进而破坏掘进机结构及截割效率。针对该问题,提出了一种掘进机回转台振动抑制方法。通过实时振动信号的采集与小波去噪... 掘进机回转台在复杂地质条件下运行时,会面临非均匀载荷及地层硬度的动态变化,导致掘进机回转台出现明显的振动现象,进而破坏掘进机结构及截割效率。针对该问题,提出了一种掘进机回转台振动抑制方法。通过实时振动信号的采集与小波去噪处理,得出固有频率、阻尼比和模态振型等模态识别结果。选择振动频率最大值对应的位置为回转台的振动源位置,依据掘进机工作原理确定振动信号传播路线。以振动抑制控制量的计算结果为输入项,从振源和传播路线2个方面,实现掘进机回转台振动抑制。实例分析结果表明:与传统的基于主动激励的回转台振动抑制方法和基于自适应浸入和不变理论的振动抑制方法相比,所提方法的振动抑制比和阻尼比波动量明显提升,振动传递率有效减小,证明所提方法在振动抑制效果方面具有明显优势。 展开更多
关键词 掘进机 回转台 振动抑制 振动源 振动传播路线 振动抑制比 阻尼比波动量 振动传递率
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基于CAN总线的掘锚一体机智能控制系统设计
16
作者 常彦鹏 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S2期5-8,82,共5页
针对当前掘锚一体机在关键运行参数监测能力薄弱、自动化水平不高等问题,提出了一种基于CAN总线的掘锚一体机集智能控制系统设计方案。该系统聚焦于激光与惯性导航组合定位、智能截割调控、锚杆自动化钻孔支护、环境与设备智能感知及多... 针对当前掘锚一体机在关键运行参数监测能力薄弱、自动化水平不高等问题,提出了一种基于CAN总线的掘锚一体机集智能控制系统设计方案。该系统聚焦于激光与惯性导航组合定位、智能截割调控、锚杆自动化钻孔支护、环境与设备智能感知及多机协同作业5项核心技术,搭建了集成基础电气系统、自动截割电气系统及锚杆电气系统三大子系统的统一硬件平台。实际应用结果表明:该系统实现了高精度定位导航、断面自动截割成形、锚杆自主支护与循环作业等功能,显著增强了设备的自主运行能力,有效推动了掘进作业向少人化乃至无人化方向的转型升级。 展开更多
关键词 掘锚一体机智能控制 CAN总线 多源传感信息融合 定位导航 断面自动截割成形 锚杆自主支护
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煤矿智能掘进协同控制系统关键技术研究
17
作者 李浩然 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S2期9-13,共5页
针对掘进工作面自动化程度低、用人多等问题,研制了少人化智能掘进协同控制系统,突破导航定位、断面成形、多机协同等关键技术,构建感知-决策-执行3层智能控制体系。研究掘锚一体机智能感知和组合导航技术,实现原有负载的精准驱动与自... 针对掘进工作面自动化程度低、用人多等问题,研制了少人化智能掘进协同控制系统,突破导航定位、断面成形、多机协同等关键技术,构建感知-决策-执行3层智能控制体系。研究掘锚一体机智能感知和组合导航技术,实现原有负载的精准驱动与自动截割;基于CenterPoint点云与多传感器融合技术,实现梭车远程辅助驾驶;基于数字孪生技术开发智能协同管控平台,实现工作面少人远程可视化控制。构建了“掘锚一体机+梭车+破碎转载机+自移胶带机机尾+多组合智能馈电开关+集中控制系统”的高效掘进成套装备。 展开更多
关键词 煤矿掘进工作面 掘进协同控制 导航定位 多机协同 数字孪生
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浅埋大跨度煤矿巷道快速掘进技术研究
18
作者 马波 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S2期19-22,64,共5页
浅埋大跨度巷道的高效掘进是制约上湾矿区千万吨级矿井发展的关键技术难题。以12401综采工作面胶带运输巷为工程背景,聚焦掘锚平行作业可行性分析与支护参数优化。通过数值模拟方法确定了最优支护方案,并开展了掘锚一体化装备的现场工... 浅埋大跨度巷道的高效掘进是制约上湾矿区千万吨级矿井发展的关键技术难题。以12401综采工作面胶带运输巷为工程背景,聚焦掘锚平行作业可行性分析与支护参数优化。通过数值模拟方法确定了最优支护方案,并开展了掘锚一体化装备的现场工业性试验,综合评价了其掘进效率与支护效果。试验结果表明:应用掘锚一体化装备实施平行作业后,巷道围岩稳定性得到有效保障,支护效果良好,单循环作业时间显著缩短76 min,最高日进尺提升至56 m,显著提高了巷道施工效率。 展开更多
关键词 浅埋大跨度巷道 掘锚平行作业 支护参数优化 掘锚一体化装备
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煤矿高效掘进方法研究
19
作者 张哲 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S2期26-27,91,共3页
为解决煤矿掘进作业中存在的“采掘失衡”与“掘快支慢”等难题,提出了一种煤矿高效掘进方法,通过多行为并行协同控制优化设备控制流程,提高了煤矿掘进作业的协同性与工作效率。实际应用表明,该方法的掘进效率较传统方法提高25.5%,作业... 为解决煤矿掘进作业中存在的“采掘失衡”与“掘快支慢”等难题,提出了一种煤矿高效掘进方法,通过多行为并行协同控制优化设备控制流程,提高了煤矿掘进作业的协同性与工作效率。实际应用表明,该方法的掘进效率较传统方法提高25.5%,作业人数减少33.3%,定位精度提高50%以上,设备响应时间缩短25%以上,路线偏差降低30%,日进尺突破50 m。 展开更多
关键词 煤矿掘进 协同控制 并行作业 多源数据融合
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基于油液分析的采煤机摇臂状态监测研究
20
作者 陈龙 贺保建 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S2期37-40,44,共5页
针对采煤机摇臂结构复杂、工作环境恶劣导致故障频发的问题,设计一种基于油液参数分析与深度学习的故障预测方法,以实现故障的提前预测与设备及时维护。首先通过分析典型故障与油液参数的关联性,确定关键监测参数。然后,构建基于SSA-LST... 针对采煤机摇臂结构复杂、工作环境恶劣导致故障频发的问题,设计一种基于油液参数分析与深度学习的故障预测方法,以实现故障的提前预测与设备及时维护。首先通过分析典型故障与油液参数的关联性,确定关键监测参数。然后,构建基于SSA-LSTM的油液参数预测模型,实现对摇臂油液参数变化的精准预测。最后,设计融合SOM与BP神经网络的故障预测模型,利用预测的油液参数完成故障识别。实验结果表明:油液参数预测模型的平均绝对百分比误差(MAPE)为0.019,故障预测模型的准确率达98.30%。 展开更多
关键词 油液参数分析 深度学习 采煤机摇臂 故障预测
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