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双滚筒采煤机是煤矿井下采煤工作面的重要设备,准确识别煤岩截割状态并进行滚筒高度的自动调节是实现滚筒采煤机自动控制的关键。采煤机截割声音信号既包含反映截割状态的有用信号,也包含机械电气等传动的环境背景噪声。如何对采煤机截割声音信号进行分析与处理,识别出反映不同截割工况的有用信号,并提取特征向量,对于煤岩界面识别和采煤机自动调高具有重要的理论和工程指导意义。本文以课题组前期研制的采煤机调高实验装置为平台,对采煤机调高测控系统和截割声音信号的分析与处理进行了深入研究。论文第2章简要介绍了采煤机调高实验装置的原理、组成及功能,并对减速器进行了相关计算。第3章首先根据装置的测控任务进行了测控系统硬件的设计与配置,应用LabVIEW软件开发了采煤机调高测控系统,该系统能实现控制装置运行,以及采煤机截割声音、调高缸压力、摇臂倾角与振动等信号的多通道采集、数据处理、实时显示、存储等功能。论文第4章首先应用MATLAB和LabVIEW软件开发了自制A计权声级计,对比实验表明自制A计权声级计可用于采煤机截割声音信号的测试。基于调高实验装置的环境背景噪声构建了截割声音仿真信号,应用小波阈值降噪理论对截割声音仿真信号进行了降噪研究,最终确定应用coif4小波基,经6层小波分解后,选择sqtwolog规则计算阈值,采用软阈值函数,对截割声音信号具有最佳降噪效果,可最大程度地剔除环境背景噪声。论文第5章首先对两种典型截割工况声音信号进行了 FFT分析、功率谱估计和倍频程分析,结果表明这三种传统的分析方法对截割工况识别的差异性较小、区分度不高。为此进行了基于EEMD分解方法的截割声音信号的分析与处理,并进行了实验研究,实验结果表明,对于截割声音信号,小波阈值降噪后利用EEMD分解得到IMF分量,选择和原信号互相关较大的IMF分量,提取这些分量的典型时域特征参数平均值、标准差和能量,这些特征参数在不同的截割工况时具有较大的差异,可以用于不同截割工况的识别,因而可以用这三个时域特征参数构建识别不同截割工况的特征向量。本文对于采煤机调高实验装置测控系统的硬件和软件设计,为类似测控系统的开发提供了借鉴;对于截割声音信号降噪与特征参数提取,为煤矿井下采煤机在环境背景噪声下识别截割声音信号及不同截割工况提供了一定的理论基础。图[57]表[17]参[85]