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煤礦工程機械控制中機電一體化運用論文
摘要：分析了煤礦工程機械控制中機電一體化的應用現(xiàn)狀，結合采煤機滾筒自適應系統(tǒng)的動態(tài)特性研究了機電一體化的應用價值，并集中闡釋了其具體的應用路徑。機電一體化在煤礦工程機械控制中的應用，不僅能有效地降低能耗，也能一定程度上提高生產效率。
關鍵詞：煤礦工程機械控制機電一體化現(xiàn)狀應用
引言
近幾年，我國煤礦工程項目呈現(xiàn)出逐步完善的發(fā)展態(tài)勢，多數(shù)礦井內部的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)已經開始設置相關組態(tài)軟件，能在提升整體使用效率的基礎上，維護管控效果和運行質量。然而，在設備運行過程中，由于設備本身具有一定的復雜性，使得礦井結構的工作系統(tǒng)組態(tài)軟件需要實現(xiàn)全面升級，為煤礦工程機械控制中機電一體化的應用奠定堅實基礎[1]。
1煤礦工程機械控制中機電一體化應用系統(tǒng)
1.1機械電液比例閉環(huán)控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由電子結構、液壓系統(tǒng)、機械化放大系統(tǒng)組成。兼?zhèn)潆姎饧夹g以及電子技術，能按照比例控制機械控制項目的液流方向，尤其是采煤機。系統(tǒng)中，PID控制器是主要的運算工具，能對給定值進行比例分析，并能有效分辨不穩(wěn)定性和自適應性。本文介紹的煤礦機械控制設備采煤機，其之所以能實現(xiàn)一體化，主要是借助電液比例閉環(huán)控制系統(tǒng)，并且建構采煤機滾筒和液壓缸控制單元。對調高系統(tǒng)進行分析，利用公式ΔH=L1[sin（漬1+漬）-sin漬1]，為了求解滾筒調高參數(shù)，需對搖臂長度L、初始夾角漬1和轉動角度漬進行分析。并且，要結合液壓缸力平衡方程md2Ndt2+Bdxdt+Fz=P1A1-P2A2建立更加有效的干擾力分析模型，從而確保采煤機滾筒正常運行。除此之外，在對電液位置進行判定時，煤礦工程機械控制中機電一體化結構能結合公式kv=klkfksv/Ap等對系統(tǒng)開環(huán)增益有明確的判定，從根本上維護支護設備運行效率和實際經濟價值。除此之外，對電液比例系統(tǒng)的特性進行系統(tǒng)化仿真，主要是發(fā)揮矩陣運算和圖形可視化的優(yōu)勢，能對其進行動態(tài)響應分析和靜態(tài)特性分析，從而合理性選擇仿真數(shù)學模型，確保控制系統(tǒng)運行效果最優(yōu)化。將結構以及控制參數(shù)調整在規(guī)定的范圍內，從而集中修正。一方面，在系統(tǒng)動態(tài)化響應分析系統(tǒng)中，結合閉環(huán)傳遞函數(shù)對圖形和單位階躍響應展開分析，系統(tǒng)中相關穩(wěn)定裕量要在規(guī)定的范圍內，相位裕量約為91.5°、剪切頻率約為75rad/s等，從而對控制系統(tǒng)輸出無差別輸入結構進行分析，整合低頻段要求就能對相關函數(shù)的幅值予以處理，保證校正環(huán)節(jié)能發(fā)揮其本質優(yōu)勢，從根本上維護信號的處理水平和整體效果。另一方面，要對系統(tǒng)的靜態(tài)特性進行分析對誤差予以判定，結合靜態(tài)誤差，就能對液壓缸的運行速率展開多元化分析，避免整機運行不暢，從而提高安全性。只有從根本上維護系統(tǒng)一階時效性，才能為后續(xù)信號傳遞和跟蹤提供保障，確保系統(tǒng)能按照標準化流程有序運行。
1.2機械液壓控制系統(tǒng)
在液壓控制系統(tǒng)中，液壓伺服控制系統(tǒng)、液壓比例控制系統(tǒng)等能對壓力以及流量等參數(shù)進行集中分析和管理，結合不同控制元件，形成有效的機械控制體系，維護一體化項目的實效性。一方面，伺服閥結構，滯環(huán)為0.1%~0.5%、中位死區(qū)為0、寬頻為100~500Hz、過濾精度為13/9~18/14，主要被應用在煤礦工程機械控制的閉環(huán)系統(tǒng)中。另一方面，比例閥結構，主要是帶電反饋比例閥，滯環(huán)為0.3%~1%、中位死區(qū)為±5%~20%、寬頻為10~70Hz、過濾精度為16/13~18/14，主要應用在煤礦工程機械控制的開環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)速度控制系統(tǒng)中。值得一提的是，在對比例方向流量閥進行統(tǒng)籌分析后，能繪制穩(wěn)態(tài)特性圖形。
2煤礦工程機械控制中機電一體化的系統(tǒng)設計
為了進一步提高煤礦工程機械控制項目中機電一體化的運行效率，要對不同機械進行系統(tǒng)升級校正處理，本文對采煤機滾筒自適應調高系統(tǒng)進行處理，主要針對的就是校正處理機制。首先，要對PID校正原理進行分析，PID是機電一體化項目中的基本控制器，動態(tài)化方程為滋PID=滋P+滋I+滋D=1啄（e+1T∫edt+TDdedt），對比例單元、積分單元以及微分單元進行組合處理。PID調節(jié)校對原理示意圖見圖3。其次，要對調節(jié)流程進行分析，在進入調節(jié)機制后，要結合系統(tǒng)給定值對采樣值進行偏差計算，有效控制系統(tǒng)運行效率，維護煤礦工程采煤機機械一體化效率，確保在不改變控制量的基礎上，有效維護運行過程的穩(wěn)定性。最后，在設備運行過程中，借助調節(jié)系統(tǒng)對額定電流、電控功率等參數(shù)進行判定，結合P=12Ia2R，保證整體工作的可靠性，從而有效建構數(shù)模混合系統(tǒng)。不僅要對積分時間常數(shù)、微分時間常數(shù)、比例系數(shù)等進行判定，也要對系統(tǒng)空載和帶載聯(lián)調效果予以分析，完善周期內指令的分析水平。正是由于積分環(huán)節(jié)的核算，能減少一體化機械設備運行誤差，完善系統(tǒng)跟蹤效果。
3結語
煤礦工程機械控制中機電一體化具有一定的研究價值，相關部門要結合實際需求建立健全完整且有效的管控措施，維護管理標準和管理需求，在提高工作效率的基礎上，保證成本管控效果的最優(yōu)化，實現(xiàn)煤礦工程機械控制中機電一體化項目的可持續(xù)發(fā)展目標。
參考文獻
[1]邢紅巖.試論煤礦工程機械控制中機電一體化的有效應用[J].機械管理開發(fā)，2016，11（8）：90-91；98.
[2]李偉東.試論煤礦工程機械控制中機電一體化的有效應用[J].建筑工程技術與設計，2016（25）：1210.
[3]強志陽.探究煤礦工程機械中機電一體化的科學運用[J].科技風，2014（18）：121.
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