[发明专利]一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法

权利要求书

1.一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法，其特征在于，包括：

采集液压支架的工作参数，工作参数包括测量时刻以及与测量时刻对应的液压支架载荷；

根据工作参数绘制液压支架载荷与时间的关系曲线，并分析每一采煤循环所对应的循环末阻力；

根据每一循环末阻力以及对应的工作推进步距，绘制循环末阻力随推进度周期性变化曲线，分析两个循环末阻力之间的周期长度；

根据每一周期长度的变化特征进行聚类，建立同一类别曲线的模板曲线；

将已监测数据与模板曲线进行匹配，采用匹配度最高的模板曲线预测循环末阻力。

2.根据权利要求1所述的一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法，其特征在于，在根据工作参数绘制液压支架载荷与时间的关系曲线，并分析每一采煤循环所对应的循环末阻力时，包括：

设任意测量时刻t的支架载荷为P_t，计算P_t曲线的一阶差分值ΔP＝P_t+1-P_t；

当某一测量时刻t_q的ΔP大于待预测循环末阻力的矿井的特征载荷时，将t-t_q时间范围内的支架载荷的最大值作为循环末阻力。

3.根据权利要求1所述的一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法，其特征在于，所述根据每一循环末阻力以及对应的工作推进步距，绘制循环末阻力随推进度周期性变化曲线，分析两个循环末阻力之间的周期长度时，包括：

对循环末阻力随推进度周期性变化曲线进行分析，获得此变化曲线上的每一段周期上的最大支架载荷值，并将此支架载荷值作为周期峰值；

通过对相邻两个周期峰值之间的推进间距进行计算，获得两个循环末阻力之间的周期长度。

4.根据权利要求1所述的一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法，其特征在于，所述根据每一周期长度的变化特征进行聚类，建立同一类别曲线的模板曲线时，包括：

将具有相同周期长度所对应的曲线进行聚类后，将同一类别曲线的横坐标的起点初始化为0；

将起点初始化为0处理后的同一类别曲线的横坐标在同一数值所对应的循环末阻力进行平均值计算；

将同一类别曲线的横坐标上的数值、以及与此数值所对应的循环末阻力平均值作为数据点，绘制与此类别曲线对应的模板曲线。

5.根据权利要求1所述的一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法，其特征在于，在将已监测数据与模板曲线进行匹配，采用匹配度最高的模板曲线预测循环末阻力时，包括：

将已监测数据绘制成待预测的循环末阻力随推进度周期性变化曲线，并将待预测曲线的横坐标的起点初始化为0；

以前k个实测载荷及对应的时刻建立起始匹配窗口，将模板曲线与实测数据进行初始匹配，以匹配度最高的模板曲线开展循环末阻力的首次预测；

当实测数据每增加n个时，延伸一次匹配窗口，并将模板曲线与窗口内数据进行再次匹配，以匹配度最高的模板曲线再次预测循环末阻力；所述k为3-6，n为2-4。

6.根据权利要求5所述的一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法，其特征在于，所述以前k个实测载荷及对应的时刻建立起始匹配窗口，将模板曲线与实测数据进行初始匹配，以匹配度最高的模板曲线开展循环末阻力的首次预测，包括：

设待预测曲线上的前k个数据所对应的数据点为起始匹配窗口内的模板曲线L_j中前k个数据所对应的数据点为则每条模板曲线匹配度α_j计算公式如下：

7.根据权利要求6所述的一种适用于综采工作面的液压支架的循环末阻力预测方法，其特征在于，在根据前k个数据建立初始起始匹配窗口，并在每增加n个数据时，在起始匹配窗口之后延伸一次匹配窗口时，包括：

当数据到达k+n次时，进行第一次匹配窗口延伸和预测，当数据达到k+2n时，进行第二次匹配窗口延伸和预测，实现周期内循环末阻力的实时预测和动态修正。