虛擬現(xiàn)實環(huán)境下綜采工作面三機監(jiān)測與動態(tài)規(guī)劃方法

前言
第1章 緒論
1．1 引言
1．2 研究背景、目的與意義
1．2．1 研究背景
1．2．2 研究目的
1．2．3 研究意義
1．3 國內外研究動態(tài)
1．3．1 綜采工作面“三機”工況監(jiān)測方法
1．3．2 綜采工作面“三機”VR場景仿真
1．3．3 綜采工作面“三機”VR監(jiān)測
1．3．4 綜采工作面“三機”VR規(guī)劃
1．3．5 目前研究存在的問題和不足
1．4 主要研究內容與技術路線
1．5 小結
第2章 綜采工作面單機工況監(jiān)測與虛擬仿真方法
2．1 引言
2．2 物理信息傳感體系的建立
2．2．1 采煤機傳感器布置
2．2．2 液壓支架傳感器布置
2．2．3 刮板輸送機傳感器布置
2．3 綜采裝備單機姿態(tài)監(jiān)測方法
2．3．1 采煤機姿態(tài)監(jiān)測方法
2．3．2 刮板輸送機姿態(tài)監(jiān)測方法
2．3．3 液壓支架姿態(tài)監(jiān)測方法
2．4 基于Unity3D的液壓支架部件無縫聯(lián)動方法
2．4．1 液壓支架虛擬仿真方法整體思路
2．4．2 模型構建與修補
2．4．3 虛實無縫聯(lián)動方法
2．4．4 人機交互模式與方法
2．5 基于Unity3D的刮板輸送機虛擬彎曲技術
2．5．1 模型構建與修補
2．5．2 刮板輸送機虛擬彎曲技術
2．6 基于Unity3D的采煤機虛擬記憶截割方法
2．6．1 虛擬記憶截割理論與方法
2．6．2 記憶截割數(shù)學模型
2．6．3 實時虛擬采煤機滾筒高度補償策略
2．6．4 虛擬控制器
2．6．5 虛擬交互
2．6．6 采煤機虛擬記憶截割界面
2．7 小結
第3章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機”工況監(jiān)測與仿真方法
3．1 引言
3．2 “三機”水平理想底板虛擬協(xié)同仿真
3．2．1 “三機”水平理想底板虛擬協(xié)同/感知方法
3．2．2 采煤機虛擬行走關鍵技術
3．2．3 采煤機與液壓支架相互感知技術
3．2．4 液壓支架與液壓支架相互感知技術
3．2．5 液壓支架與刮板輸送機相互感知技術
3．2．6 虛擬“三機”與采煤工藝耦合技術
3．2．7 時間、單位一致原理
3．3 采煤機與刮板輸送機進刀姿態(tài)耦合方法
3．3．1 總體方法與思路
3．3．2 彎曲段求解計算過程模型
3．3．3 彎曲段溜槽姿態(tài)求解
3．3．4 采煤機行走路徑更新與解算
3．3．5 液壓支架推移液壓缸伸長長度計算
3．4 采煤機和刮板輸送機聯(lián)合定位定姿方法
3．4．1 總體方法與思路
3．4．2 單機定位定姿方法
3．4．3 橫向單刀運行采煤機與刮板輸送機定位定姿耦合分析
3．4．4 基于Unity3D的規(guī)劃軟件開發(fā)
3．4．5 基于信息融合技術的定位定姿融合策略
3．4．6 基于先驗角度的反向映射標記策略
3．5 群液壓支架之間記憶姿態(tài)方法
3．5．1 液壓支架記憶姿態(tài)思想來源
3．5．2 基于灰色馬爾科夫理論與滾動預測方法的記憶姿態(tài)方法
3．5．3 液壓支架支撐高度與采煤機截割頂板軌跡關系分析
3．5．4 記憶姿態(tài)VR監(jiān)測方法
3．6 小結
第4章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機”工況監(jiān)測系統(tǒng)
4．1 引言
4．2 綜采工作面裝備Digital Twin理論
4．2．1 Digital Twin理論介紹
4．2．2 綜采工作面裝備+“Digital Twin”融合
4．3 VR+LAN“三機”工況監(jiān)測系統(tǒng)總體框架設計
4．3．1 系統(tǒng)設計目標
4．3．2 總體設計
4．3．3 硬件設計
4．3．4 軟件設計
4．3．5 實時傳感系統(tǒng)
4．4 基于Unity3D的VR監(jiān)測方法
4．4．1 VR環(huán)境下狀態(tài)變量的預留
4．4．2 實時讀取與接人數(shù)據(jù)方法
4．4．3 底層數(shù)學模型實時計算方法
4．4．4 采煤環(huán)境信息的實時渲染
4．4．5 故障發(fā)生畫面表示
4．4．6 實時切換視頻監(jiān)控畫面等方法在VR環(huán)境下的實現(xiàn)
4．5 基于LAN的虛擬監(jiān)測與實時同步方法
4．5．1 主機協(xié)同方法與方式
4．5．2 基于RPC技術的協(xié)同與數(shù)據(jù)流動
4．6 多軟件實時耦合策略
4．6．1 組態(tài)王+SQL Server
4．6．2 SQL Server+Unity3D
4．6．3 Matlab軟件計算結果處理
4．7 原型系統(tǒng)開發(fā)
4．8 小結
第5章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機”動態(tài)規(guī)劃方法
5．1 引言
5．2 “三機”VR協(xié)同規(guī)劃環(huán)境框架設計
5．2．1 總體框架
5．2．2 “三機”協(xié)同數(shù)學模型
5．2．3 基于MAS的“三機”協(xié)同規(guī)劃模型
5．2．4 “三機”協(xié)同VR規(guī)劃方法
5．3 “三機”協(xié)同數(shù)學模型構建
5．3．1 采煤機牽引速度與刮板輸送機運量耦合模型
5．3．2 采煤機牽引速度、調高動作與煤巖環(huán)境耦合模型
5．3．3 液壓支架跟機控制與采煤機速度耦合策略
5．3．4 液壓支架跟機與頂?shù)装鍡l件耦合策略
5．3．5 刮板輸送機形態(tài)與液壓支架推移液壓缸耦合模型
5．4 “三機”Agent模型構建
5．4．1 采煤機Agent模型
5．4．2 刮板輸送機Agent模型
5．4．3 液壓支架Agent模型
5．4．4 液壓系統(tǒng)Agent模型
5．4．5 井下環(huán)境Agent模型
5．5 “三機”VR規(guī)劃方法（FMUnitySim）
5．5．1 井下環(huán)境建模
5．5．2 時間、單位一致原理
5．5．3 GUI界面與交互
5．6 小結
第6章 VR環(huán)境下綜采工作面“三機”監(jiān)測與規(guī)劃方法試驗
6．1 引言
6．2 試驗設備與環(huán)境介紹
6．2．1 綜采裝備成套試驗系統(tǒng)
6．2．2 綜采裝備樣機系統(tǒng)
6．2．3 所需要的傳感器及部分信號采集傳輸設備
6．3 單機姿態(tài)監(jiān)測方法
6．3．1 采煤機和刮板輸送機姿態(tài)監(jiān)測方法
6．3．2 液壓支架姿態(tài)監(jiān)測方法
6．3．3 試驗結論
6．4 VR環(huán)境下綜采工作面“三機”工況監(jiān)測與仿真方法
6．4．1 虛擬記憶截割試驗
6．4．2 彎曲段進刀試驗
6．4．3 采煤機和刮板輸送機聯(lián)合定位定姿試驗
6．4．4 群液壓支架記憶姿態(tài)試驗
6．4．5 試驗結論
6．5 VR監(jiān)測系統(tǒng)和方法試驗
6．5．1 液壓支架VR監(jiān)測試驗
6．5．2 局域網(wǎng)協(xié)同試驗
6．5．3 VR+LAN“三機”工況監(jiān)測試驗
6．5．4 試驗結論
6．6 “三機”規(guī)劃試驗
6．6．1 “三機”規(guī)劃條件設置
6．6．2 仿真試驗設計
6．6．3 最佳參數(shù)匹配
6．6．4 試驗結論
6．7 小結
參考文獻