煤炭作为我国最重要的化石能源,实现综采工作面自动化是保障煤矿高效生产、安全作业的必要前提。目前,综采工作面自动化控制系统已初步完成了对采煤机、液压支架的自主控制,在不同煤层地质环境中实现了远程干预。但是,仅仅针对单类设备的控制难以解决现场的所有问题,在多设备的协调配合、综采设备智能控制、完成不同采煤工艺等方面仍有所欠缺。因此,研究采煤机-支架协同控制技术,实现在不同煤层工况环境下的采煤机自适应牵引调速与液压支架跟机自动化具有重大意义,本论文研究得到如下结论:1.根据目前滚筒式采煤机和支架的基本结构和理论技术,建立了采煤机与支架的数学模型,得到采煤机截割牵引模型和采煤机-支架协同控制模型。以采煤机的各项参数为输入变量,牵引速度为优化输出变量,利用多种数据挖掘算法优化比较,实现不同稳态截割工况下采煤综合性能最优的采煤机截割-牵引自适应调速控制。设置采煤生产率、截割比能耗为模型子目标,实现了高效率低消耗的目的。2.利用采煤机的输出速度和环境参数作为机架协同控制系统的输入部分,支架的移架距离、伸护帮速度作为系统的输出部分。采用BP神经网络控制器计算实际输出与理想输出的误差并进行反馈调节,由遗传算法来更新迭代模型的各层阈值和权值,最后通过支架控制器来发出动作命令。通过建立GA-BP组合模型,研究在动态环境下拟合非线性的效果,包括系统的误差分析、模型参数的最优选择、以及适应度曲线的分析。3.当采煤机截割作业时因速度过快,导致支架护帮板伸收动作不及时而造成损坏。因此,有必要对综采工作面协同控制下的采煤机设备进行跟踪检测。首先对摄像仪搜集的图像进行预处理,包括去噪技术、图像灰度化、二值化等。然后采用模板匹配的方法对采煤机进行跟踪检测,为实现采煤机-支架协同控制状态下的远程干预提供技术基础。4.搭建了支架控制器的实验平台,实现了对支架控制器的远程操作命令。开展了支架移架动作的动态特性研究和移架距离误差分析对比,验证了GA-BP组合模型具有良好的准确性。