[發明專利]基于大數據的大采高綜采工作面多設備協同作業控制方法

有效

• 申請號: 201811229186.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109358582B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 路正雄;郭衛;趙栓峰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

1.一種基于大數據的大采高綜采工作面多設備協同作業控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、運用基于元模型調用的面向對象的過程Petri網系統建模方法，建立“三機”協同作業過程控制網模型；所述“三機”為采煤機、液壓支架和刮板輸送機；

步驟二、確定大采高綜采面多設備協同控制系統的規則推理算法為基于模糊Petri網的正向推理和反向推理相結合的規則推理方法，運用正向推理推導“三機”協同作業過程中采煤機、液壓支架和刮板輸送機之間可能出現的沖突，采煤機、液壓支架和刮板輸送機可能受到的環境干擾以及設備自身的故障；運用反向推理尋找影響采煤機、液壓支架和刮板輸送機協同穩定運行的原因；當正向推理和反向推理的結論吻合時，判定為正向推理和反向推理有效；當正向推理和反向推理的結論不吻合時，調整正向推理的參數和反向推理的參數，直至正向推理和反向推理的結論吻合；

步驟三、采用多目標多因素綜合加權處理策略和廣義明可夫斯基距離算法，對單機控制與“三機”協同作業控制分別進行模糊綜合評價與決策。

2.按照權利要求1所述的基于大數據的大采高綜采工作面多設備協同作業控制方法，其特征在于：步驟一中所述運用基于元模型調用的面向對象的過程Petri網系統建模方法，建立“三機”協同作業過程控制網模型的具體過程為：

步驟101、根據綜采工作面“三機”協同作業的作業順序和“三機”各自的作業內容，優化確定采煤機進刀割煤階段的行進速度和單位時間的落煤量、采煤機割三角煤階段的行進速度和單位時間的落煤量、采煤機正常割煤階段的行進速度和單位時間的落煤量、以及采煤機空行程階段的行進速度，作為建立“三機”協同作業Petri網模型的依據；

步驟102、分別建立液壓支架降拉架Petri網元模型、液壓支架升架推溜Petri網元模型、刮板運輸機動作Petri網元模型、采煤機動作Petri網元模型和環境作用Petri網元模型五個面向對象的Petri網動作元模型；

步驟103、建立由基本動作元模型、元模型的輸入輸出調用變遷和過程控制網決策變遷組成的“三機”協同作業過程控制網模型；所述基本動作元模型用于完成協同作業過程中采煤機進刀割煤階段、采煤機割三角煤階段、采煤機正常割煤階段和采煤機空行階段中任一階段的動作任務；所述過程控制網通過調用元模型的輸入調用變遷與元模型的輸入調用變遷綁定，生成一個動作單元的任務實例；當元模型完成動作任務后，通過調用與過程控制網綁定的元模型的輸出調用變遷，從動作單元返回過程控制網；過程控制網決策變遷用于動態決定下一步執行流向。

3.按照權利要求1所述的基于大數據的大采高綜采工作面多設備協同作業控制方法，其特征在于：步驟二中所述正向推理的具體過程為：

步驟Z1、根據綜采過程中設備與設備之間、設備與環境之間協同工作的邏輯關系，運用面向對象的Petri網技術，建立大采高綜采工作面多設備協同作業控制系統的模糊Petri網模型；首先，分析采煤機、液壓支架、刮板運輸機的生產工藝流程；然后，運用模糊Petri網建模方法N＝(P，T，I，O，τ(t)，F(t)，M₀(P))分別定義生產過程中采煤機、液壓支架、刮板運輸機Petri網建模所需的參數，定義模糊庫所P的有限集合、模糊變遷T的有限集合、庫所結點到變遷結點的模糊關系I、變遷結點到庫所節點的模糊關系O、變遷結點t的啟動閾值τ(t)、變遷結點t的狀態轉移控制函數F(t)、庫所結點在運行開始時的初始標識M₀(P)；

步驟Z2、寫出對應導致設備與設備、設備與環境沖突產生的誘發因素和產生沖突的初始庫所和目標庫；

步驟Z3、確定模糊Petri網的初始標識M₀，通過綜采“三機”協同作業的歷史數據確定各庫所和變遷的初始可信度、權值和閾值；

步驟Z4、在當前標識M下，按一因一果、一因多果、多因一果和競爭模式4種情況計算有發生權的模糊變遷T的發生后果；

步驟Z5、重復步驟Z4，直到沒有模糊變遷發生，即到達目標狀態，判斷其可信度是否大于等于閾值，當可信度大于等于閾值時，說明沖突會發生；否則，當可信度不是大于等于閾值時，說明系統正常。