一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法与流程

    技术2024-11-24  47


    本发明涉及矿山开采,尤其涉及一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法。


    背景技术:

    1、在矿山开采过程中,开采设备状态的控制精确度对于提高开采效率和安全性至关重要。当前,惯性导航系统被广泛应用于矿山开采设备中,以实现对设备姿态的精确控制,然而,现有的惯性导航系统存在一些问题,例如系统自检不够智能化,故障排查过程繁琐以及姿态控制精度不足等。

    2、具体而言,现有的矿山开采设备姿态控制方法通常依赖于惯性导航系统,但该系统在自检过程中可能无法及时发现潜在的故障,导致设备在运行过程中出现姿态偏差,从而影响开采效率和设备安全。此外,当惯性导航系统出现故障时,现有的故障排查过程往往耗时较长,且依赖于人工干预,进一步降低了设备的运行效率。

    3、为了解决上述问题,已有技术尝试了各种改进方案,例如增强惯性导航系统的自检功能,以及引入智能故障诊断系统等。但现有的改进方案仍然存在以下缺点:自检过多依赖自检人员的经验,无法实时发现和处理潜在故障;故障排查流程仍然较为繁琐,耗时较长;姿态控制精度仍有待提高。


    技术实现思路

    1、为解决上述技术问题,本发明提供一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。

    2、本发明采用如下技术方案:

    3、本发明提供一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,包括如下步骤:

    4、s1:惯性导航系统自检:

    5、响应于控制系统下发的自检指令,惯性导航系统获取加速度计、陀螺仪及磁力计的自检数据,并将自检数据发送至控制系统;

    6、控制系统判断自检数据是否处于自检阈值内,若否则执行步骤s2,若是则执行步骤s3;

    7、s2:控制系统生成故障排查通知信号并发送至示警系统,示警系统根据接收到的故障排查通知信号,发出对应的示警信息;

    8、控制系统响应于故障排查完毕信号,再次生成自检指令,并返回步骤s1;

    9、s3:初始化惯性导航系统参数,所述惯性导航系统参数包括矿山开采设备的位置参数、速度参数、姿态参数;

    10、s4:当前姿态确定:

    11、惯性导航系统根据加速度计与陀螺仪的数据,确认矿山开采设备的当前姿态数据,并将当前姿态数据发送至控制系统;

    12、s5:目标姿态设定:

    13、控制系统获取矿山开采设备的目标姿态数据,计算目标姿态数据与当前姿态数据的差值,并将差值发送至执行器;

    14、s6:执行器根据获取到的差值,对矿山开采设备的当前姿态进行调整,直至达到目标姿态。

    15、进一步的,所述惯性导航系统获取加速度计、陀螺仪及磁力计的自检数据,并将自检数据发送至控制系统之前还包括:数据一致性检查;

    16、所述数据一致性检查的过程包括:

    17、响应于控制系统下发的自检指令,惯性导航系统依次判断:不同加速度计的数据是否一致;不同陀螺仪的数据是否一致;

    18、若数据存在不一致,则拒绝执行自检动作,执行步骤s2。

    19、进一步的,控制系统生成的故障排查通知信号包含有处于自检阈值外的自检数据以及与该自检数据对应的自检时间及机器编号的信息;

    20、所述示警系统根据接收到的故障排查通知信号,发出对应的示警信息包括:

    21、示警系统接收到故障排查通知信号后,生成对应的示警信息,并筛选出符合检验条件的监控移动端;

    22、示警系统将示警信息通过无线模块发送至监控移动端。

    23、进一步的,所述示警系统接收到故障排查通知信号后,生成对应的示警信息,并筛选出符合检验条件的监控移动端的过程包括:示警系统提取出故障排查通知信号中的自检时间,筛选出自检时间内被标记为处于工作状态中的监控移动端,记录为初步符合检验条件的监控移动端;示警系统提取出故障排查通知信号中的机器编号,并获取与机器编号对应的设备的位置数据,筛选出初步符合检验条件的监控移动端中与提取出的机器编号对应的设备距离最近的监控移动端,记录为最终符合检验条件的监控移动端。

    24、进一步的,在所述步骤s3中,初始化的矿山开采设备的位置参数由控制系统与gps系统通信获取。

    25、进一步的,所述控制系统获取矿山开采设备的目标姿态数据的过程包括:控制系统生成目标姿态数据采集指令,并将目标姿态数据采集指令发送至监控移动端;监控移动端根据目标姿态数据采集指令,生成目标姿态数据采集表,并将目标姿态数据采集表显示;监控移动端获取目标姿态数据,并将目标姿态数据回传至控制系统。

    26、进一步的,所述的一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,还包括:s7:控制系统将差值发送至执行器的同时开始计时,判断在调整时间阈值内,目标姿态数据与当前姿态数据的差值是否到达误差范围内,若超过调整时间阈值后仍未达到目标姿态,则控制系统中断执行器的调整动作,重新执行步骤s1。

    27、本发明所带来的有益效果:

    28、实时监控和调整设备姿态:通过实时采集陀螺仪和加速度计的数据,确定设备的当前姿态,并与目标姿态数据进行比较,实现对设备姿态的实时调整,确保设备在开采过程中始终保持最佳姿态;

    29、提高开采效率和安全性:通过初始化惯性导航系统参数,确保设备在启动时处于正确的位置和姿态,从而提高开采效率,同时,当姿态存在问题时,及时发出示警信息,便于故障排查和维修,降低事故发生的风险;

    30、简化操作流程和降低维护成本:通过控制系统生成目标姿态数据采集指令,实现对目标姿态数据的快速采集和处理,简化操作流程,同时执行器根据差值对当前姿态进行调整,降低了对设备维护和调整的专业要求,降低维护成本;

    31、适用于多种矿山开采设备:本发明所述的控制方法适用于各种类型的矿山开采设备,具有较强的通用性,可在各类矿山环境中广泛应用。



    技术特征:

    1.一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,其特征在于,所述惯性导航系统获取加速度计、陀螺仪及磁力计的自检数据,并将自检数据发送至控制系统之前还包括:数据一致性检查;

    3.根据权利要求2所述的一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,其特征在于,控制系统生成的故障排查通知信号包含有处于自检阈值外的自检数据以及与该自检数据对应的自检时间及机器编号的信息;

    4.根据权利要求3所述的一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,其特征在于,所述示警系统接收到故障排查通知信号后,生成对应的示警信息,并筛选出符合检验条件的监控移动端的过程包括:

    5.根据权利要求4所述的一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,其特征在于,在所述步骤s3中,初始化的矿山开采设备的位置参数由控制系统与gps系统通信获取。

    6.根据权利要求5所述的一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,其特征在于,所述控制系统获取矿山开采设备的目标姿态数据的过程包括:

    7.根据权利要求6所述的一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,其特征在于,还包括:


    技术总结
    本发明公开一种基于惯性导航的矿山开采设备姿态控制方法,包括:惯性导航系统自检:控制系统生成故障排查通知信号并发送至示警系统,示警系统根据接收到的故障排查通知信号,发出对应的示警信息;初始化惯性导航系统参数;当前姿态确定;目标姿态设定;执行器根据获取到的差值,对矿山开采设备的当前姿态进行调整,直至达到目标姿态。实现对设备姿态的实时调整,确保设备在开采过程中始终保持最佳姿态;提高开采效率和安全性;简化操作流程和降低维护成本。

    技术研发人员:张晓峰,张帅,宋瑞佳
    受保护的技术使用者:北京中航天佑科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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