近年来,随着煤矿综采工作面电液控制系统的发展与应用,我国煤炭开采自动化水平大幅度提高。但是,电液控支架的步距不可避免的存在累积误差,造成工作面出现弯曲,导致煤炭开采自动化过程不能连续推进。本文在国家安全监管总局“煤矿综采工作面自动找直关键技术研究”项目支持下,以综采工作面刮板输送机和液压支架为研究对象,以快速巡检平台、惯性导航系统和编码器定位为基础,对综采工作面自动找直技术进行研究,设计实现了基于惯性导航的综采工作面自动找直系统。主要研究工作包括:(1)研究设计工作面找直系统结构。通过研究找直系统结构,设计了结合惯性导航系统、编码器测距及超宽带定位的直线度检测系统。并设计了一个沿刮板输送机电缆槽帮的快速巡检移动平台,该平台可搭载惯性导航设备在工作面往复运动。研究设计了网络通信系统,实现设备与监控中心主机通信。(2)研究基于惯性导航的工作面直线度检测算法。对工作面找直中航位推移算法研究,并对航位推移算法进行误差分析。通过惯性导航,结合编码器定位,设计实现了工作面直线度偏差计算算法。分析惯性导航因安装产生的误差,设计实现了直线度水平处理算法。分析液压支架推进控制原理,建立了工作面支架推进控制模型。(3)设计开发系统上位机软件。以VS2012为开发平台,以C#为开发编程语言,以SQL server为数据库设计工具,采用模块化的方式完成上位机软件开发。实现数据采集、数据存储、惯性导航标定、工作面直线度测绘及工作面直线度校正功能。(4)地面原理性实验及井下工业性试验。在地面模拟平台对不同运动速度下的惯性导航检测精度进行对比,得到较快速度下惯性导航检测精度高。在黄陵一矿进行工业性试验,对通信网络、惯性导航零偏稳定性进行测试,对惯性导航直线度检测进行实验,并与全站仪测量数据进行对比,误差小于100mm。最后进行了基于惯性导航找直数据的支架控制实验。