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申请/专利权人：中煤科工智能储装技术有限公司;天地科技股份有限公司

摘要：本发明涉及一种摆动溜槽精确定位控制的系统和方法，包括安装在溜槽上的伺服油缸，伺服油缸依次与比例阀、伺服液压站管路连接，伺服液压站与带有基于BP神经网络的PID控制子系统的中心控制器电连接，中心控制器与激光雷达、线位移传感器、角度传感器电连接，溜槽的出口的前后端分别设置用于激光雷达标定位置的标定点。本发明利用对溜槽位置控制技术进行优化，提高溜槽的位置控制精度，将神经网络技术与PID控制相结合，构建新的控制器模型，为提高溜槽的控制精度，使用伺服油缸和比例阀来代替原来的常规油缸和控制阀；为提高溜槽位置检测精度，采用常规线性位移传感器加角度传感器加激光雷达二维成像技术来共同保证溜槽位置检测的准确性。

主权项：1.一种摆动溜槽精确定位控制的方法，所述方法所使用的包括安装在溜槽上的伺服油缸，所述的伺服油缸依次与比例阀、伺服液压站管路连接，所述的伺服液压站与带有基于BP神经网络的PID控制子系统的中心控制器电连接，所述的中心控制器与激光雷达、线位移传感器、角度传感器电连接，所述的溜槽的出口的前后端分别设置用于激光雷达标定位置的标定点；所述的基于BP神经网络的PID控制子系统包括：PID控制器、学习算法模块、BP神经网络模块，以及包括所述激光雷达、线位移传感器、角度传感器，以及激光定位运算器和位移定位运算器在内的反馈通道，所述的标定点是安装在溜槽出口前后端左侧或右侧向外延伸的镀锌管；其特征在于，包括如下步骤：步骤1，收集信息：溜槽几何尺寸、溜槽初始位置、溜槽目标位置；所述的溜槽尺寸包括：步骤2，溜槽启动：开启比例阀，启动伺服液压油缸，使溜槽开始向下摆动并伸长；步骤3，计算溜槽当前位置：利用激光雷达和线位移传感器的参数通过激光定位算法和位移定位算法分别计算出溜槽前沿和后沿的当前位置坐标值，将两种计算所得到的位置坐标值进行比较，精确的确定出溜槽的当前位置；所述的激光定位算法包括如下子步骤：子步骤1，确定位置关系：通过核算溜槽几何尺寸确定各个计算要素的位置关系：溜槽出口的后沿到前沿、前沿到前标定点、前标定点到后标定点、后标定点到后沿所组成的二维空间四边形；溜槽的摆动中心、激光雷达位置；子步骤2，设立坐标系：设立三个坐标系，坐标系1：以溜槽的摆动中心为坐标系原点，水平方向为x轴、垂直方向为y轴；坐标系2：以激光雷达的位置为坐标系原点，水平方向为x轴、垂直方向为y轴；坐标系3：以前标定点到后标定点连线的中点为坐标系原点，以前标定点到后标定点连线为x轴，以前标定点到后标定点连线的中点与溜槽的摆动中心之间的连线为y轴；子步骤3：位置确定过程：由于溜槽出口的后沿到前沿、前沿到前标定点、前标定点到后标定点、后标定点到后沿四点的位置关系是设计溜槽时确定并固定不变的，因此检测的前标定点和后标定点即可确定前沿和后沿的精确位置；坐标系3中，前沿、后沿的坐标通过前标定点、后标定点的坐标值用三角函数表示；坐标系2中，用激光雷达扫描出的前标定点、后标定点的坐标值，即：通过激光雷达测得前标定点、后标定点的精确距离，计算得到前标定点、后标定点的坐标，确定坐标系2和坐标系3的变换公式，通过坐标变换，前沿、后沿两点的坐标值变换到坐标系2中；坐标系2和坐标系1的空间位置为溜槽设计所确定并固定，由此前沿、后沿两点的坐标值变换到坐标系1中，从而在坐标系1中得出溜槽前沿和后沿的坐标值；步骤4，溜槽动作反馈：将溜槽的当前位置与溜槽目标位置进行比较，如果存在误差则将误差送入PID控制器和BP神经网络，由BP神经网络计算出Kp、Ki、Kd控制参数并输入PID控制器中并进入步骤5，如果没有误差则进入步骤6；同时将PID控制器的各项输入和输出参数送到学习算法模块中供学习训练；步骤5，调整溜槽动作：PID控制器根据输入的参数驱动各比例阀，使各伺服油缸动作，带动溜槽摆动和伸缩，并回到步骤3，继续对溜槽的位置进行监控；步骤6，结束：关闭比例阀，停止伺服液压油缸动作，溜槽到达目标位置。

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