1.一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,包括:
A.支架姿态监测过程:
a1.利用液压支架的立柱液位传感器读取前立柱和后立柱的长度参数;
a2.结合支架的长度参数和角度参数关系建立姿态监测数学模型;
a3.利用插值算法求解姿态监测数学模型的平衡方程,获取姿态参数包括挑高角、贴顶角、前立柱倾角和后立柱倾角的关联姿态参数;
B.支架姿态控制过程:
b1.根据支架姿态监测过程得到的参数确定的当前的支护姿态;
b2.通过面阵激光传感器获取支架上方顶板的轮廓线,并确定顶板的凸起边缘;
b3.得到支架顶梁和顶板之间的挑高差,建立挑高差计算数学模型;
b4.利用挑高计算数学模型计算液压支架的目标挑高和目标贴顶角;
b5.建立目标挑高角计算数学模型,计算确定支架的目标挑高角;
b6.将目标挑高角、目标贴顶角参数代入姿态监测数学模型,通过插值算法实现目标前立柱长度和目标后立柱长度的解算。
2.根据权利要求1所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述插值算法包括遗传算法和粒子群算法。
3.根据权利要求1所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述顶板的凸起边缘利用该轮廓线数据并采用Canny算子方法确定。
4.根据权利要求1所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述液压支架的底座布置有九轴倾角传感器,前立柱和后立柱上均布置有隔爆液位传感器,顶梁的两个侧面布置有面阵激光测距传感器。
5.根据权利要求4所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述液压支架的基座确定空间姿态角,并确定支架坐标系;前立柱和后立柱的长度实时监测确定。
6.根据权利要求4所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述九轴倾角传感器、隔爆液位传感器、面阵激光测距传感器将监测数据传输至控制面板;
控制面板内还存储有液压支架的基本参数。
7.根据权利要求6所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述液压支架的基本参数包括后连杆基准定位高度、后连杆基准长度、前后连杆上铰点距离、前连杆上铰点与顶梁‑掩护梁铰点距离、后立柱上铰点至顶梁‑掩护梁铰点距离、前后立柱上铰点距离、前立柱垂向定位距离、后立柱垂向定位距离、前连杆下铰点垂向定位距离、后连杆垂向定位距离、前连杆长度、后立柱下铰点横向定位距离、前后立柱下铰点横向定位距离、前后立柱水平摆角。
8.根据权利要求6所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述液压支架的变量姿态参数包括后连杆与水平方向夹角、后连杆与底座之间的夹角、后连杆与掩护梁之间的夹角、掩护梁与竖直方向的夹角、前立柱的长度、后立柱的长度、后连杆和掩护梁连接端与前连杆和底座连接端之间的距离。
9.根据权利要求6所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述控制面板计算液压支架的支护姿态和顶板轮廓数据参数,输出比例控制信号控制比例电磁换向阀启闭,调整支架姿态。
10.根据权利要求9所述的一种支撑式液压支架支护姿态监测及控制方法,其特征在于,所述控制面板设置的比对阈值,当比对差值大于所述阈值时,控制器输出Max控制信号实现支架的快速升架;当比对差值小于所述阈值时,比例控制器输出Medium控制信号,降低支架顶梁贴顶时对顶板的冲击效应;Max信号和Medium信号的幅值根据所选比例换向阀的最大输入信号确定,Max信号等于该最大输入信号,Medium信号为最大输入信号的一半。