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摘要
实现采煤机智能化调高，关键是解决煤岩界面识别问题、截割路径优化问题及采煤机调高控制问题。即使煤岩界面被精确识别，受到实际工作中顶底板的平整性和液压支架的推移滑溜等要求的限制，采煤机滚筒无法完全跟随煤岩界面曲线，因此需要基于煤岩界面识别结果，对起伏变化的煤岩界面曲线进行截割路径优化，得到采煤机调高控制的目标轨迹。滚筒截割路径优化是基于煤岩界面估计曲线，在采煤工艺、煤质要求和设备的适应能力等限制条件的约束下，得到使回采最大化的平滑轨迹。针对上述采煤机截割路径约束优化问题，提出一种基于B样条曲线拟合和蜉蝣算法的采煤机截割路径约束优化方法。为了提高截割路径优化效果和降低计算复杂度，以B样条曲线节点系数作为设计变量，构建一种新型截割路径优化目标函数；考虑采煤机截割工艺、煤质要求等限制，使用多段赋值罚函数法处理约束，根据约束的不满足程度动态改变罚函数系数值，避免优化陷入局部最值和约束不能起到实际作用；为了进一步提高优化效果和收敛速度，使用修正蜉蝣算法寻找最优截割路径。最后，考虑实际煤岩界面中褶皱、陷落柱、断层等典型地质构造，进行仿真研究，结果表明，所提方法能在满足实际约束下快速得到平滑的截割优化路径，实时性好、适用性高。
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