[发明专利]一种采煤机智能控制装置及其控制方法

权利要求书

1.一种采煤机智能控制装置的控制方法，所述采煤机智能控制装置包括主板、显示器、控制面板、决策控制器和逻辑控制器，显示器、控制面板、决策控制器和逻辑控制器均与主板连接，采煤机通过决策控制器发出指令，在逻辑控制器中运行采煤机劣化监测模块、安全执行决策模块、模式控制模块和煤岩识别模块，逻辑控制器与决策控制器交互完成智能采煤作业；显示器实时显示采煤机的主要作业信息，控制面板通过按钮对采煤机进行人为干预；

所述采煤机劣化监测模块通过读取采煤机机身上各个关键位置处传感器信息进行多传感器的信息融合，寻求部件衰减的不同阶段；

所述安全执行决策模块判断当执行器碰到劣化、故障、外界干扰时是否能够按预定轨迹执行；

所述模式控制模块利用少量人员操作日志数据、历史截割轨迹数据进行模型训练，构建可生成的控制策略，同时建立生成式对抗网络，构建煤层场景，在虚拟场景上实现人为干预操作；

所述煤岩识别模块通过红外光扫描煤岩界面，通过自适应扫描策略获取煤岩光谱，判断区域内的煤岩种类与岩石占比，最终判断出煤岩界线；

其特征在于，包括步骤如下：

S1，构建智能决策模型，实现过程包括：

构建劣化监测模型：智能控制器收集历史机身传感器数据，分布式卡尔曼共识滤波器对传感器数据进行滤波和将相似传感器数据进行融合；

获取安全执行策略：智能控制器在评估系统剩余能力时，以执行策略分别输入执行器模型与执行器实物，输出理论与实际IO信号，比较输出理论与实际IO信号的差异，根据差异情况，修正执行策略或重新获取执行策略；

构建光谱煤岩识别策略：根据采煤机牵引速度利用扫描角度和牵引速度之间的关系构建自适应扫描策略，以适应煤岩识别装置；煤岩识别装置根据煤岩类别和当前探测区域岩石占比得到煤岩信息；

构建模式控制模块：根据综采工作面三机配套设备的环境参数、尺寸参数、历史截割数据所形成的历史运行参数数据库中获取的数据，构建基于环境参数与尺寸参数的截割空间约束与理想截割目标，设计执行奖励规则并利用强化学习得到在约束条件下的最优控制策略；

S2，智能控制装置上电启动，读取上一次停止作业时的状态参数，同时检查外围配件的通讯状态；

S3,在采煤机开始牵引时，同时进行实时读取机载传感器数据输入劣化模型给出劣化状态、将采煤过程中人为控制调整的信息传入强化学习模型以实时修正模式控制模型、采用光谱技术扫描煤岩界面，通过不同点煤岩种类与岩石占比计算出煤岩界线高度位置、将模式控制模型给出的截割策略与劣化状态进行比对判断以当前剩余能力是否按照既定策略完成截割任务；

S4，当到达端头/尾时采煤机反向牵引截割，循环进行步骤S3。

2.根据权利要求1所述的采煤机智能控制装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述机身传感器数据，包括摇臂高速轴温度、摇臂低速轴温度、摇臂旋转编码器、冷却水流量、油温油压、截割电流。

3.根据权利要求1所述的采煤机智能控制装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，在获取执行策略的过程中：

当差异较小时，不对信号进行调整而让执行器继续执行当前策略；

当差异量较大时，以理论信号、实际信号、历史信号为数据传输给双向循环神经网络模型；双向循环神经网络模型允许存在前后状态时预估中间状态，对执行器模型进行重构，随后对重构后的执行器进行性能约束分析，决断此前状态对信号进行修正或重新获取执行策略。