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为实现薄煤层采煤机无人化与少人化开采，针对薄煤层地质条件复杂、操作空间小，双向示范刀记忆截割参数采样操作强度大等问题，提出单向示范刀采煤机记忆截割方法，在分析采煤机几何参数、运行位置、姿态参数、煤层参数以及滚筒位置的数学关系的基础上，给出了单向示范刀状态下工作面顶板的记忆截割数字化模型。考虑到采煤工艺和工作面的设备适应能力的限制，为提高记忆截割轨迹与单向示范刀采样轨迹的吻合度，探讨了单向截割信息转换为双向截割信息的条件，建立了基于粒子群算法截割轨迹规划数学模型，通过粒子群算法对截割轨迹进行规划，给出采煤机顶板记忆截割轨迹；采用单向示范刀记忆截割数学模型和Matlab软件对规划后的截割轨迹进行模拟仿真，结果表明：单向示范刀记忆截割轨迹最大误差为0.0219m，其满足工程实际应用的要求；通过研究单向示范刀记忆截割系统中电液比例方向阀和电磁换向阀启动特性，结合Automation Studio软件对液压缸的加速度、压力、流量进行仿真，结果表明应用电液比例方向阀记忆截割系统优于电磁换向阀记忆截割系统。针对采煤机载荷的随机性、调高机构的几何非线性以及单向信息采集引起的偏差等问题，提出了模糊自适应PID控制方法，给出了单向示范刀顶底板数字化模型与模糊自适应PID控制策略，实现了采煤机双向截割滚筒高度的自动跟踪，应用Matlab/Simulink软件，对单向示范刀记忆模式下的记忆截割轨迹跟踪控制仿真，给出误差曲线，上行截割轨迹与下行截割轨迹跟踪的误差范围分别是－0.0215～＋0.0141m和－0.0301～＋0.0308m。结果表明：下行顶板数字化转换算法、控制算法及其综合误差范围满足工程要求，可为单向示范刀采煤机记忆截割提供理论依据，对实现薄煤层的无人化和少人化开采、提高井下工人安全及煤炭开采效率有着重要的意义。该论文有图50幅，表9个，参考文献67篇。