本课题是山西省研究生联合培养基地人才培养项目（2018JD09）“无人值守工作面液压支架电液控制系统的研制”的重要组成部分,它是针对井下无人值守工作面在实验室和监控中心如何再现的问题而提出的。课题以煤矿井下综采工作面液压支架电液控制系统为研究对象,将虚拟仿真技术应用于液压支架监控平台,基于实验室现有的无人值守工作面模拟实验系统,以智能化综采工作面液压支架动态仿真平台为目标,开发出一套液压支架远程控制及动态仿真系统,完成对支架远程控制下的动态仿真,实现对液压支架更为直观、清晰地控制。本文主要研究内容如下:（1）通过在互联网和图书馆查阅大量参考文献,分析国内外发展动态,充分了解当前虚拟现实技术在自动化工作面中的应用现状和发展前景,对比EEP、Tiefenbach、中煤科天玛和郑州煤矿机械集团等公司产品的优缺点,并多次前往现场进行实地考察,同综采队工人进行商讨,明确井下现场环境和煤矿开采过程中客观存在的问题,掌握液压支架远程控制及实时再现系统的技术难点及功能要求。在此基础上搭建了系统的整体框架,确定了控制目标、控制策略以及相应的技术路线。（2）智能化采煤的关键在于实现对液压支架的远程监控。本文基于Lab VIEW2018编写液压支架远程控制系统中各功能子程序,其中包括:建立系统参数、控制参数和传感器参数数据库,以实现对大量数据的存储和管理,同时为液压支架远程监控及动态仿真功能提供实时数据,实现基于实时数据下对液压支架的在线监测;编写了串口收发程序和数据解析程序,为系统提供数据来源;根据无人值守工作面自动化采煤的“三机联动”控制方法和基于采煤工艺的液压支架集控模型,制定远程控制模式和集中控制模式下的控制策略及多种控制模式间的切换策略;编写参数在线修改程序,提高了系统在不同地质环境和不同采煤工艺下的适应性;基于数据库编写液压支架历史数据查询程序,为掌握工作面开采进度和进行矿压分析提供了数据支撑。（3）自动化工作面液压支架实时再现是动态仿真平台的关键技术,本文基于三维引擎编写了液压支架动态仿真程序。其中包括:利用Solid Works绘制了单台液压支架三维模型,并导入到Lab VIEW2018当中完成单台支架三维模型在Lab VIEW中的显示;构建液压支架运动构件父子关系,形成支架三维模型多构件之间的主从协调关系;基于Solid Works获取液压支架原始运动参数,采用随机森林算法对基于D-H建模的液压支架逆运动学姿态参数方程求解;编写了“Tree”控件下的液压支架编号程序及综采工作面液压支架三维模型排列程序,实现对整个综采工作面液压支架的三维建模;编写了液压支架三维模型控制程序,完成对液压支架三维模型的运动控制。（4）可靠的通信平台是实现远程控制及动态仿真的关键环节,本文设计了双CAN总线通讯电路,并基于动态优先级分配方法及时分复用法编写了CAN通信协议,最后完成通讯程序的编写,实现控制指令数据和状态信息数据的传输,最终实现对液压支架远程控制和基于传感器数据驱动的液压支架三维模型动态仿真。（5）系统综合调试是检验系统功能和指标是否合格的重要手段,本文搭建了液压支架远程控制及动态仿真系统实验平台,并充分模拟实际工况环境,对该系统的各项功能进行了调试,同时在多种控制模式下测试了液压支架动态仿真平中各台支架的仿真效果。实验结果表明:本系统可以实现对支架的状态监测、远程控制、自动控制、参数存储和在线修改、多控制模式实时切换等功能,同时可以利用液压支架三维模型在各种控制方式下完成动态仿真,可实时模拟综采工作面液压支架的运行状态。系统功能完善,运行稳定,实时性强,动态仿真效果直观,满足设计要求和采煤工艺要求。