工矿自动化

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万志强, 宋建成, 雷志鹏, 温敏敏, 李传扬

2013, 39(10): 1-5. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.001

<摘要>(48) <PDF>(15)

摘要:
针对传统的矿用干式变压器监测方法采用热电偶检测干式变压器内部温度而存在监测量单一，不能有效反映干式变压器绝缘实时状态的问题，提出了一种矿用干式变压器绝缘在线监测及故障诊断预警系统的设计方案，介绍了系统整体结构和故障诊断方法，建立了干式变压器匝间绝缘故障类型库。现场调试结果表明，该系统运行稳定，可实现对矿用干式变压器的远程实时监测和故障诊断预警功能。

基于光端口扩展器的新型矿用GEPON系统

邹哲强, 闫晓峰, 徐杰

2013, 39(10): 6-8. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.002

<摘要>(69) <PDF>(13)

摘要:
针对矿用GEPON系统在扩展时灵活性不高和光网络终端接入数量受限的问题，提出了一种基于光端口扩展器的新型矿用GEPON系统，介绍了光端口扩展器和子环用光纤分光器的原理、构成及应用。该系统可提高光功率，增加节点数量，延长传输距离，还可在任一节点派生一个子环。

基于Struts的工矿企业客户关系管理系统设计

李建迎

2013, 39(10): 9-12. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.003

<摘要>(37) <PDF>(13)

摘要:
针对传统的工矿企业客户关系管理系统中软件系统存在耦合度高、可靠性低、安全性差的问题，提出了一种基于Struts的工矿企业客户关系管理系统的设计方案；给出了Struts的Model-View-Controller架构及数据库连接池的配置；通过系统需求分析，详细介绍了系统中权限控制功能和防盗链功能的实现。实际应用表明，该系统运行良好，提高了企业对客户关系的管理效率。

矿井移动设备无线宽带传输关键技术研究

郭星歌, 赵培培, 宋洁

2013, 39(10): 13-17. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.004

<摘要>(55) <PDF>(13)

摘要:
针对矿井移动设备难以监控的问题，提出了基于有线/无线混合网络平台的矿井移动设备无线宽带传输系统；给出了系统架构，研究了矿井复杂巷道无线信号传输理论、移动设备定向无线漫游切换、矿井长距离多跳链状传输等关键技术；介绍了矿用无线交换机、矿用无线中继装备、矿用无线终端、矿用智能综合接入网关等系统核心设备的设计；探讨了该系统在无极绳绞车无线视频监控系统中的应用模式。

综采工作面自动化控制技术的应用现状与发展趋势

黄曾华

2013, 39(10): 17-21. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.005

<摘要>(93) <PDF>(16)

摘要:
介绍了国内外综采工作面自动化控制技术的研究发展状况和实际应用现状，指出了中国未来综采工作面自动化控制技术的发展趋势，给出了实现综采工作面无人自动化开采所需突破的关键技术。

基于新一代互联网技术的云矿山建设

孔秀红

2013, 39(10): 21-23. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.006

<摘要>(69) <PDF>(18)

摘要:
在全矿井综合自动化信息平台的基础上，提出了将新一代互联网技术应用于云矿山建设的方案，并结合了虚拟化、云存储等技术的应用；研究了新一代互联网所涉及的云联、基础承载网络、物联网等关键技术特点，重点阐述了基于新一代互联网技术的云矿山建设的体系结构、主要建设内容、系统特点。

基于差分振子的带式输送机故障诊断方法

马海龙, 李臻, 朱益军, 陈思安

2013, 39(10): 24-27. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.007

<摘要>(47) <PDF>(13)

摘要:
针对带式输送机运行状态信号微弱而不易提取故障特征的问题，提出了一种基于差分振子的带式输送机故障诊断方法。该方法采用Hilbert对信号进行解调，揭示隐含在信号中的设备故障特征，然后利用差分振子相图的变化实现对故障特征的提取。若信号中含有故障特征，则差分振子相图收敛于极环状态，反之则收敛于极点状态。应用结果验证了该方法的有效性。

大倾角长距离带式输送机阻力规律分析

郑茂全, 侯媛彬, 孙昌慧, 王鑫照, 薛亚莉

2013, 39(10): 27-32. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.008

<摘要>(51) <PDF>(13)

摘要:
给出了长距离带式输送机的力学结构模型，分段建立了不同倾角的带式输送机的阻力模型；针对黄陵建庄矿长度为1 200 m的双滚筒驱动带式输送机的实际情况，对倾角为0、3、15°的承载段和回程段、机尾改向滚筒、机头驱动滚筒的动态阻力进行了计算和故障仿真，得到了带式输送机的阻力对位移影响的规律，为长距离带式输送机故障预测提供了依据。

微波混沌信号在煤矿突水超前探测中的应用

李静霞, 张英梅, 张建国, 马珺, 马福昌

2013, 39(10): 32-34. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.009

<摘要>(60) <PDF>(12)

摘要:
针对传统煤矿突水超前探测方法存在探测深度和分辨率无法同时提高的问题，提出了一种采用微波混沌信号作为雷达探测源的方法。该方法通过Colpitts电路产生580 MHz的混沌信号，进而将该混沌信号作为探测源应用于煤矿突水超前探测中，得到与探测距离无关的探测分辨率为5.5 cm，提高了探测精度。

EPA跨网段延迟自适应实时调度算法研究

姜秀柱, 徐钊, 李向东, 原维晨, 冯冬芹

2013, 39(10): 35-39. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.010

<摘要>(30) <PDF>(11)

摘要:
针对EPA网络只支持网段内的实时数据传输而不支持跨网段的实时数据传输问题，提出了一种EPA跨网段延迟自适应实时调度算法；分析了EPA跨网段数据传输过程，给出了EPA跨网段数据传输延迟模型；通过对EPA跨网传输报文的过滤规则的改变，以及对非周期数据声明报文的改造，实现了跨网数据的实时传输。

隆东煤矿开采沉陷预测分析

薛明科, 汪玉松, 王俊

2013, 39(10): 39-43. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.011

<摘要>(26) <PDF>(12)

摘要:
为了对隆东煤矿开采沉陷进行预测分析，应用概率积分法建立了主断面开采沉陷预测模型，并结合煤矿地表沉陷预测参数，预测了主断面地表沉陷变形分布规律；根据采空区任意点沉陷变形预测模型，采用VB程序计算采空区任一点的沉陷、倾斜、水平变形值，进而对开采沉陷土地破坏程度进行了分级。结果表明，采空区地表呈“盆”状沉陷变形，盆地中心为平底状，从盆地中心至盆地边缘沉陷值逐渐减小，中度破坏程度土地面积为13.1 hm2，占沉陷总面积的57.9%。

基于能量感知与能量均衡的ZigBee网络树路由算法研究

何学文, 王强, 张振利

2013, 39(10): 44-47. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.012

<摘要>(21) <PDF>(11)

摘要:
针对传统ZigBee网络树路由算法存在节点能量消耗大的问题，提出了一种改进的基于能量感知和能量均衡的ZigBee网络树路由算法。该算法将邻居节点考虑在内，在确定路由的下一跳节点时，在更大的搜索范围内寻找路由开销最小的网络路径来降低功耗，同时根据路径上节点的剩余能量选择累积路径损耗和路径能量消耗较低的路径进行数据发送，从而降低了网络的总体能耗。仿真结果表明，该算法能避开能量过低的节点进行数据传输，实现了节点的能量均衡，延长了节点的生存时间。

基于事件驱动的采煤工作面动态空间无线传感器网络路由协议研究

张申, 凡娜, 翟彦蓉, 常飞

2013, 39(10): 48-52. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.013

<摘要>(25) <PDF>(11)

摘要:
针对无线传感器网络节点随采煤工作面移动不断动态变化的问题，提出了一种基于事件驱动的动态成簇路由协议。该协议根据节点的剩余能量和事件对节点的刺激程度来选取事件区域内的簇头节点，并引入功率发射等级来确定成簇范围。仿真结果表明，该协议对突发事件区域内信息融合更为合理，数据链路传输速度更快，可有效降低网络能耗。

基于RBF神经网络监督的电动机直接转矩控制系统设计

聂文艳, 王仲根

2013, 39(10): 52-55. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.014

<摘要>(43) <PDF>(12)

摘要:
针对矿井输送机在低速运行时电动机转矩脉动较大的问题，在传统电动机直接转矩控制系统的基础上，采用RBF神经网络监督控制器代替PID控制器。仿真结果表明，基于RBF神经网络监督的电动机直接转矩控制系统能有效改善磁链波形，降低电动机转矩脉动。

同步发电机励磁控制器设计

吴君晓, 白敬彩, 孟昕元

2013, 39(10): 55-59. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.015

<摘要>(35) <PDF>(11)

摘要:
针对基于开环迭代学习控制的同步发电机励磁控制器存在稳定性差、易受干扰影响、不能完全跟踪期望轨迹的问题，设计了一种基于开闭环PID迭代学习控制与电力系统稳定器结合的同步发电机励磁控制器；在开环迭代学习控制的基础上，引入闭环反馈控制，将上一次的输入和输出误差及当前的输出误差作为当前的控制输入，从而构成开闭环PID型迭代学习控制；同时，利用电力系统稳定器提供的附加正阻尼信号来改善同步发电机励磁控制系统的电压稳定性和功角稳定性。仿真结果表明，该励磁控制器具有较强的鲁棒性，提高了系统稳定性。

电网电动势初始相位角对三相PWM整流器启动电流的影响分析

许敏, 张宏川, 王淑红, 马赟, 范烨

2013, 39(10): 59-63. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.016

<摘要>(32) <PDF>(11)

摘要:
分析了三相PWM整流器启动冲击电流产生的原因，研究了电网电动势的初始相位角和交流侧电压初始相位角对启动电流的影响，提出了采用锁相环的输出来控制电网电动势的初始相位角的方法。该方法避免了启动时某相电流过大的问题，使启动时三相交流电流的大小相差不大。实验结果验证了该理论分析的正确性和方法的有效性。

双级式储能变流器波形控制策略研究

卢胜利, 鞠文耀, 贾中璐

2013, 39(10): 63-67. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.017

<摘要>(37) <PDF>(13)

摘要:
针对储能变流器双向能量控制的电流谐波问题，提出了一种基于双级式主电路拓扑的电流波形综合控制策略。在直流侧为减小滤波电感体积，采用双重化电路和载波移相控制方法有效抑制输出电流纹波，降低开关损耗；在交流侧为提高系统并网电能质量，采用PI控制和重复控制并联的复合控制方法有效抑制了并网电流的谐波含量，提高了系统的动态响应速度。实验结果验证了该控制策略的有效性和可行性。

不平衡电网电压下柔性直流输电系统控制策略研究

孙博, 张建文, 潘磊落, 韩刚

2013, 39(10): 68-72. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.018

<摘要>(31) <PDF>(11)

摘要:
针对不平衡电网电压下柔性直流输电系统直流侧和交流侧产生的谐波及功率波动问题，在建立正负双d-q坐标系下电压源换流器数学模型的基础上，采用基于正负序电网电压分别定向的双dq-PI控制策略，抑制直流侧2次谐波及交流侧有功功率波动；针对传统相序分解慢从而影响控制系统动态性能和带宽的问题，采用一种快速的相序分解方法。仿真结果表明，与传统控制策略相比，双dq-PI控制策略能较好地抑制直流电压及交流电流的波动。

一种适用于煤矿供电系统的固态限流器

王彦文, 李海洪

2013, 39(10): 73-77. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.019

<摘要>(37) <PDF>(11)

摘要:
针对地面变电所下井电缆采用串联限流电抗器限制短路容量而存在功耗、压降及干扰较大的问题，设计了一种适用于煤矿供电系统的固态限流器。该固态限流器由固态断路器及线路原有的限流电抗器组成；当供电系统正常工作时，固态限流器使限流电抗器旁路，以避免限流电抗器对供电系统的影响；当供电系统发生短路故障时，固态限流器从线路中断开，限流电抗器串入线路来限制短路电流。Matlab仿真结果验证了该固态限流器的可行性。

一种小电流接地系统故障选线方法

时丹, 邵如平, 徐骏

2013, 39(10): 77-80. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.020

<摘要>(65) <PDF>(12)

摘要:
针对小电流接地系统故障选线方法难以适用于不同接地方式的问题，提出了一种基于粒子群优化RBF神经网络的小电流接地系统故障选线方法。该方法利用粒子群优化算法来优化RBF神经网络，将RBF神经网络要确定的参数作为粒子群优化算法的粒子。仿真结果表明，该方法收敛效率高、误差平方和小、选线准确率高、灵敏度高，具有一定的可行性。

基于耦合偏微分方程的煤矿图像去噪算法

王震威, 冯瑾, 卢兆林

2013, 39(10): 81-85. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.021

<摘要>(48) <PDF>(11)

摘要:
针对煤矿复杂环境下矿井图像具有噪声大、照度低的问题，提出了一种基于二阶与四阶偏微分方程耦合的煤矿图像去噪算法。该算法利用差分曲率边缘检测算子将二阶与四阶偏微分方程模型有效耦合，保持图像边缘, 利用尺度因子保护图像纹理细节。实验结果表明，该算法能很好地保持图像边缘、保护图像纹理细节，且收敛速度快，可避免阶梯效应。

移动机器人最优路径规划方法

邱伟江, 宋志强, 袁家斌

2013, 39(10): 86-89. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.022

<摘要>(49) <PDF>(15)

摘要:
针对移动机器人路径规划效率低的问题，提出了一种基于改进的最短路径快速算法的移动机器人最优路径规划方法。该方法在障碍Voronoi图基础上根据规则将起始点与终点加入该图以得到无碰撞路径图，然后采用改进的最短路径快速算法搜索从起始点到终点的最优无碰撞路径。仿真结果表明，采用该改进算法后，移动机器人能够沿着最优无碰撞路径前进，快速达到终点。

Ba(Ti1-xSnx)O3电子结构和光学特性的第一性原理研究

李汉军, 潘红亮, 李腾

2013, 39(10): 90-94. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.023

<摘要>(33) <PDF>(13)

摘要:
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法研究了Ba(Ti1-xSnx)O3在不同Sn掺杂量情况下的电子能带结构、态密度和光学性质。计算结果表明，随着Sn掺杂量的增加，Ba(Ti1-xSnx)O3的带隙变大，在导带底部和价带顶部Ti—O键占据主要位置，但Ba—O键被进一步减弱，介电常数变小，降低了Ba(Ti1-xSnx)O3的绝缘性能，反射率有了很大变化，折射率也在降低，使得Ba(Ti1-xSnx)O3在制作光学元器件时可使用的范围更广。

基于Web的矿业权管理信息系统构建

刘祺彬

2013, 39(10): 94-98. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.024

<摘要>(44) <PDF>(10)

摘要:
针对矿业权分布广、数量多，办证时间跨度长，管理难度和复杂度大的问题，结合神华集团矿业权管理中的业务要求，以信息化方法，使用成熟的Web开发技术，构建了矿业权管理信息系统。该系统基于B/S架构，实现了矿业权的信息管理、价值管理和申报过程管理，提升了矿产资源的管理水平。

大型厂矿企业供电系统安全运行关键技术及实施方案探讨

张林, 罗剑波, 崔晓丹, 李威, 陈汹, 孙玉军

2013, 39(10): 99-103. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.025

<摘要>(35) <PDF>(11)

摘要:
分析了大型厂矿企业供电系统主要特征及其安全运行存在的主要问题，给出了包括特殊性负荷建模、供电系统建模、强迫功率振荡扰动源定位及治理、系统安全稳定特性分析及控制策略制定、一体化平台设计等安全运行保障关键技术，提出了相应的工程实施方案和流程，有益于提升大型厂矿企业供电系统安全稳定运行和控制的精益化水平。

一种带定位标识卡的本质安全型矿灯设计

霍音佳, 顾义东

2013, 39(10): 104-106. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.026

<摘要>(50) <PDF>(15)

摘要:
针对由于定位标识卡单独设计、独立供电而造成下井人员随身携带设备增加，并会引发因定位标识卡充电不及时或电池更换不及时导致定位失败的问题，设计了一种融照明与定位标识卡于一体的本质安全型矿灯，重点介绍了双向定位标识卡的设计、锂离子电池充放电管理设计和本安型保护电路的设计。该设计减少了下井人员随身携带的设备，同时，采用矿灯电池给人员定位标识卡供电，免去了人员定位标识卡更换电池的麻烦，避免了由于电池缺电而引起的漏卡现象。

数据压缩算法在煤矿类软件系统中的应用研究

张卫国

2013, 39(10): 107-110. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.027

<摘要>(56) <PDF>(11)

摘要:
为了解决煤矿类软件系统在大规模数据量情况下的数据高效存储和查询问题，提出了一种将旋转门SDT数据压缩算法应用于煤矿类软件系统的方案。介绍了该算法的原理及应用推导，给出了模拟量和开关量压缩数据解压还原方法和特殊情况处理方法。应用结果表明，该算法压缩比高，节省了大量的存储空间，能准确地反映出数据的走势和变化。

一种高可靠性欠压脱扣器设计

吴志祥, 黄文生, 黄波, 朱如东

2013, 39(10): 110-113. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.028

<摘要>(37) <PDF>(11)

摘要:
针对电磁型欠压脱扣器可靠性较低、常见欠压脱扣器主电路设计方案较易损坏欠压脱扣器的问题，设计了一种基于电容降压的高可靠性欠压脱扣器，详细介绍了该脱扣器主电路、电压信号采样、频率跟踪、电源电路、放电电路的设计。实际应用表明，该脱扣器故障率不大于1‰，可靠性较高。

本质安全型电路试验等效电路分析

刘琴

2013, 39(10): 114-116. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.029

<摘要>(30) <PDF>(17)

摘要:
以本质安全型无源救灾电话电路为例，分析了该电路在不同本质安全试验电气原理等效图下的安全火花试验过程，指出火花试验装置应接入被试电路中可能产生最大火花能量的试验点上，才能保证本质安全型电路通过火花试验后有足够的安全系数。

一种磷精矿浆质量流量测量方案

徐健, 谢政

2013, 39(10): 116-118. doi: 10.7526/j.issn.1671-251X.2013.10.030

<摘要>(31) <PDF>(12)

摘要:
针对磷精矿浆流量测量结果易受磷精矿浆密度和流体中固体颗粒影响的问题，提出了一种改进的磷精矿浆质量流量测量方案。该方案采用频率输出型电磁流量计测量流体的体积流量，用小口径质量流量/密度计并联在测量管路中测量流体的实时密度，并将测量得到的2路信号在流量积算仪中进行累积计算，从而实现了磷精矿浆质量流量的准确计量。实际应用表明，该方案确保了测量数据的稳定性、可靠性和准确性，能够以较低的成本实现磷精矿浆质量流量的交接计量。

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2013年第39卷第10期

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