模糊神经网络在采煤机记忆截割技术中的应用

０ 引言
采 煤 机 、液 压 支 架 、刮 板 运 输 机 的 三 机 联 动 实现 了 工 作 面 综 采 自动 化 。如 何 在 综 采 自动 化 的 基 础 上 实 现 无 人化 ， 一 直 是 国 内外 采 煤 行 业追 求
在 进行人 工 示教 过程 中，采煤 机 司机根 据煤 层厚 度
訇 出
表１（ 续）
４ ４． ９ ００ ｌ ３ ４． ５ ４Ｏ ２４ ４． ８２ ５ ３３ ４． ８ ７ ０
其 中 ：ｘ ＝ 【 ｘ ｌ ’ ｘ ２ ， …Ｘ Ｉ Ｔ为 系 统 输 入 ；Ａ＝ 【 ＡＩ ｌ ’ Ａ …， Ａｉ 】 （ ｊ ＝ １ ， ２ ， …， ｍ） 为 输 入 语 言 变 量 的 模 糊 集
Ｉ 訇 化
模糊神经 网络在采煤机记 忆截割技术 中的应用
Ｔ ｈｅ ａｐｐ¨ ｃａｔ ｉ ｏｎｓ ｏ ｆ ｍ ｅｍ ｏ￣ ｃｕｔ ｔ ｉ ｎｇ ｔ ｅｃｈｎ ｏｌ ｏｇｙ ｏｆ ｓｈｅａｒ ｂａｓ ｅｄ ｏｎ ｆ ｕｚ ｚ ｙ ｎｅｕｒ ａｌ ｎｅｔ ｗ ｏｒ ｋ
尔 科 夫 链 修 正 模 型 ，从 而 获 得 了 比传 统 记 忆 截 割
图１ 采煤机 记忆截割技 术
２ 模糊神经 网络协 作推理
模 糊 控 制其 优 势 在 于 对 规 则 的 推 理 能 力 ，神
经 网络 其 优 势 在 于 知 识 的获 取 和 学 习能 力 ，将 模 糊 系统 与 神 经 网络 相 融 合 ，模 糊 系统 的 输 入 输 出 作 为 神 经 网络 的输 入 输 出 ，而 模 糊 系 统 的 隶 属 度 函数 和 模 糊 规 则 作 为 神 经 网络 的 隐 含 节 点 ，形 成
一
算法 更 好 的精 度 和稳 定度 。雷能 忠 针对 空 间属性
变 异 的 煤 层 提 出 了一 种 径 向基 神 经 网络 插 值 的 方
法。
源自文库
本 文 利 用 神 经 网络 对 信 息 的获 取 学 习 能 力 以 及 模 糊 控 制 对 规 则 的 推 理 能 力 ，提 出 了一 种基 于 模 糊 神经 网络 的 采煤机 记忆 截 割 的方法 。
高。基于模糊神经网络建立了采煤机机身与截割高度之间的非线性关系，并采用误差反向传 播和 最小二 乘法相结合 方法对 可调参数 进行辨识 和优化 。实验表 明 ，模糊神经 网络对 截割样 本具有很好 的泛化 能力 ， 很 好地逼近煤层高度趋势 ，减少截割误差并提 高割煤效率 。 关键词 ：采煤机 ；记忆截割 ；自动调 高技术 ；模糊神经网络
目前 ， 自动 调 高技 术 的 研 究 主 要 有煤 岩 界 面 识 别
和 记忆 截 割两 类 。
目前 ，记 忆 截 割 主 要 是 示 教 与 跟 踪 ， 由采 煤 司机 根 据 煤 层 厚 度 调 节 并 存 储 下 机 身 坐 标 对 应 下 的滚 筒 高 度 ，继 而 在 切 割 循 环 中按 照 示 教 的路 线 行 走 】 。基 于 采 煤 机 姿 态 和 牵 引速 度 的 变 化 ，刘 春 生口 提 出 了一种 密 采 稀存 的记 忆 策略 ，并 建 立 了 截 割序 列 的 灰色 关联 度 算法 。樊启 高 提 出 了一种 灰 色 马 尔 科 夫 组 合 模 型 的采 煤 机 自适 应 记 忆 截 割 策 略 ，通 过 灰 色 模 型 建 立 的高 度 预 测 值 来 耦 合 马
记 录下 采样 点下 滚筒 高度 ｛ Ｈ ｉ ， Ｈ ” ， Ｈ ｍ ｉ ｝ ，在 ４ — ５ 个 循环 内采煤机 按 照记忆 参数 进行 记忆截 割过程 。
的 目标Ｉ ” 。采煤机作为三机联动的关键设备，其截 剖 滚 筒 的 自动 调 高 是 实 现 工 作 面 无人 化 的 关 键 。
罗成名，徐 晗，杨 海
Ｌ Ｕ０ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ — ｍｉ ｎ ｇ ， ＸＵ Ｈａ ｎ 。 Ｙ ＡＮＧ Ｈａ ｉ
（ 中国矿业大学 机 电工程学 院，徐州 ２ ２ １ １ １ ６ ）
摘
要 ：本文提 出了一 种基 于模糊神 经网络 的采煤机记 忆截割技 术 ，来 对采 煤机截 割滚筒进 行自动调
第３ ６ 卷
第２ 期
２ ０ １ ４ — ０ ２ （ 下） ［ １ ７ １
Ｉ
ｉ ｆ （ ｘ ｌ ｉ ｓ Ａ ｊ １ ） ａ ｎ ｄ（ ｘ ２ ｉ ｓ Ａ ｊ ２ ） ａ ｎ ｄ ， …， （ ｘ ｉ ｓ Ａ ｊ ） ｔ ｈ ｅ ｎ ｙ ｊ ＝ ａ ｊ ｏ ＋ ａ ｊ １ ｘ １ ＋ ａ ｊ ２ ｘ ２ ＋ … ＋ａ ｊ ｎ Ｘ （ １ ）
类 是 模 糊 系 统 ，在 结 构 上 是 神 经 网 络 的模 糊 神 采 用Ｔａ ｋ ａ ｇ ｉ — Ｓ ｕ ｇ ｅ ｎ ｏ 的模 糊 系 统 ，其 规 则 的 一
经 网络 Ｊ 。
１ 采煤 机记忆截割技术
采煤机记忆截割分为示教与跟踪两个过程 ，
般形 式 为 ：
收稿 日期：２ ０ １ ３ －１ １ － ０ ５ 基 盒项 目：国家高技术研究发展计划 （ ８ ６ ３ ）资助项 目 （ ２ ０ １ ３ Ａ Ａ０ ６ Ａ ４ １ １ ）；江苏高校优势学科 建设 工程 资助项 目；江苏 省研 究生培养创新工程 （ Ｃ Ｘ Ｚ Ｚ １ ２ ＿ ０ ９ ２ ５ ） 作者简 介：罗成名 （ １ ９ ８ ６一），男，江苏常州人 ，博士研 究生 ，主要 从事煤矿 自动化的研究 。
中田分类号 ：Ｔ Ｄ ４ ２ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ （ 下） 一 ０ ０ １ ７ － ０ ３
Ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． Ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ４ ． ｏ ２ （ 下） ． ０ ５