煤矿胶轮车自动调度系统控制策略研究

论文摘要

煤矿有两种运输方式,一种是主运输,另一种是辅助运输,其中辅助运输又分为轨道辅助运输和无轨辅助运输两种。轨道辅助运输以悬吊单轨和铺设双轨为主要特征;无轨辅助运输以机动车辆为主要特征,其中胶轮车运输是无轨辅助运输的其中一种,目前我国的许多新型煤矿采用这种运输模式,但是由于煤矿成本与井下工作空间的限制,辅助运输巷道宽度都较窄,一般只能容纳单个辆车通行,因而容易发生车辆在某区域内发生交通阻塞,会导致车辆频繁的倒车,造成了很多问题,更为严重的还会导致某些安全事故的发生。为了解决这些问题,设计研究煤矿胶轮车自动调度监控系统是非常必要的。根据煤矿巷道的实际设计,矿井的实际建筑结构分成两类,即直线型巷道和三岔口型巷道,针对这两种结构分别进行分析研究,在参考大量煤矿胶轮车调度监控系统及相关信集闭算法设计的基础上,设计了两种结构相对应的基站布置与控制策略。煤矿胶轮车自动调度监控系统由煤矿地面与井下两部分构成。地面部分主要是工控机,主要功能是对井下实际工作状况进行实时监测,调度控制、报警等。井下部分主要是由基站单元构成,功能是无线检测系统采集实时信息,基站通过处理运算,把行车的车号、位置、行驶方向,通过总线传递给地面的工控机,因此上位监控主机的核心任务是通过得到的下位机信息判断查找对应的控制策略,把控制命令通过总线传递给相应基站,并将整个调度过程实时形象的显示在工控机上。控制思想与策略通过实验得到了验证,通过实际的运行实验,表明系统可以满足实时的自动控制与调度目的,并证明该设计符合系统的设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景及研究意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 课题的研究意义
• 1.2 本课题国内外研究应用动态
• 1.3 本文的主要内容
• 2 CAN 通信技术与原理
• 2.1 CAN 总线介绍
• 2.1.1 CAN 总线的特点
• 2.1.2 CAN 总线的属性
• 2.1.3 CAN 总线工作原理
• 2.1.4 CAN 总线的分层结构
• 2.2 CAN 总线数据格式
• 2.2.1 CAN 总线的数值表示
• 2.2.2 CAN 总线数据帧结构
• 2.3 本章小结
• 3 系统总体方案设计
• 3.1 监控系统的设计要求
• 3.2 监控调度控制系统概述
• 3.2.1 系统功能概述
• 3.2.2 系统介绍
• 3.3 监控系统的设计方案
• 3.4 小结
• 4 系统控制算法研究
• 4.1 调度信号及规则及行车安全规则研究
• 4.2 胶轮车进出区间段判定原则
• 4.3 直线型巷道算法研究
• 4.4 三岔口巷道算法研究
• 4.5 区段运输调度模式及优化原则
• 4.5.1 基于单个区段内安全考虑的调度模式
• 4.5.2 控制规则的优化考虑
• 4.6 控制策略死锁环节的判断研究
• 4.7 司机遵循的行车规则设计
• 4.8 本章小结
• 5 监控软件设计
• 5.1 软件设计概述
• 5.2 主程序设计
• 5.3 通信软件设计
• 5.3.1 CAN 卡软件配置设计
• 5.3.2 CAN 通信软件设计
• 5.4 控制程序软件设计
• 5.5 图像界面程序设计
• 5.6 人工干预单元软件设计
• 5.7 本章小结
• 6 实验与调试
• 6.1 通信调试
• 6.2 显示软件和控制策略运行调试
• 6.3 本章小结
• 7 结论
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录