技术特征：
1.一种煤矿井下胶带机系统控制方法，其特征在于，包括：s1：获取当前状态下胶带机系统内各胶带机各段的运行速度和煤矿质量；s2：根据预设的胶带机系统动态模型，以及当前状态下胶带机系统内各胶带机各段的运行速度和煤矿质量，获取各胶带机当输入煤矿量保持当前状态时未来n个时段内各段的煤矿质量，得到各胶带机的开环预测值；s3：根据胶带机系统动态模型以及胶带机系统运行约束建立胶带机系统稳态模型，通过放松胶带机系统运行约束内的软约束使胶带机系统稳态模型的可行域非空，并在可行域内寻优得到胶带机系统稳态运行时各胶带机的稳态运行速度；s4：以各胶带机的稳态运行速度为跟踪目标建立动态控制优化问题，并根据各胶带机的开环预测值以及胶带机系统运行约束求解动态控制优化问题；s5：当动态控制优化问题有解时，得到未来n个时段内各胶带机的运行速度，并根据未来第一个时段内各胶带机的运行速度，控制胶带机系统运行；否则，放松胶带机系统运行约束内的软约束并重新求解动态控制优化问题。2.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带机系统控制方法，其特征在于，所述获取当前状态下胶带机系统内各胶带机各段的运行速度和煤矿质量包括：通过设置在各胶带机侧面和正面的摄像头，获取各胶带机各段的煤矿体积，根据各胶带机各段的煤矿体积和煤矿密度，得到各胶带机各段的煤矿质量；通过设置在各胶带机侧面和正面的视频传感器，获取并根据各个胶带机各段中心点在每帧图像所处位置及不同帧图像的时间间隔，得到各胶带机各段的速度。3.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带机系统控制方法，其特征在于，所述胶带机系统动态模型通过下述方式构建得到：基于分段集总参数法的机理建模方法，将胶带机系统内各胶带机的皮带分段，对于每段皮带建立弹簧-质点-阻尼模型；将各胶带机的每段皮带的弹簧-质点-阻尼模型进行组合，得到各胶带机的动态模型；根据胶带机系统内各胶带机的布局关系，组合各胶带机的动态模型，得到胶带机系统动态模型。4.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带机系统控制方法，其特征在于，所述根据胶带机系统动态模型以及胶带机系统运行约束建立胶带机系统稳态模型，通过放松胶带机系统运行约束内的软约束使胶带机系统稳态模型的可行域非空，并在可行域内寻优得到胶带机系统稳态运行时各胶带机的稳态运行速度时，以经济效益最高或控制动作最小为优化目标。5.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带机系统控制方法，其特征在于，所述放松胶带机系统运行约束内的软约束时，根据各软约束预设的优先级，按照优先级由高到低的顺序逐优先级放松各软约束。6.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带机系统控制方法，其特征在于，所述以各胶带机的稳态运行速度为跟踪目标建立动态控制优化问题包括：以各胶带机的稳态运行速度为跟踪目标，基于动态矩阵控制方法，采用有限时域二次型性能指标构建动态控制优化问题。7.根据权利要求1所述的煤矿井下胶带机系统控制方法，其特征在于，所述优化问题为：
其中，j(t)为跟踪误差，q和r均为权重系数矩阵，为各胶带机的开环预测状态值，为各胶带机的稳态值，u(t+i|t)为各胶带机的运行速度，u
ss
为各胶带机的稳态运行速度。8.一种煤矿井下胶带机系统控制系统，其特征在于，包括：信息获取模块，用于获取当前状态下胶带机系统内各胶带机各段的运行速度和煤矿质量；预测模块，用于根据预设的胶带机系统动态模型，以及当前状态下胶带机系统内各胶带机各段的运行速度和煤矿质量，获取各胶带机当输入煤矿量保持当前状态时未来n个时段内各段的煤矿质量，得到各胶带机的开环预测值；稳态求解模块，用于根据胶带机系统动态模型以及胶带机系统运行约束建立胶带机系统稳态模型，通过放松胶带机系统运行约束内的软约束使胶带机系统稳态模型的可行域非空，并在可行域内寻优得到胶带机系统稳态运行时各胶带机的稳态运行速度；动态求解模块，用于以各胶带机的稳态运行速度为跟踪目标建立动态控制优化问题，并根据各胶带机的开环预测值以及胶带机系统运行约束求解动态控制优化问题；控制模块，用于当动态控制优化问题有解时，得到未来n个时段内各胶带机的运行速度，并根据未来第一个时段内各胶带机的运行速度，控制胶带机系统运行；否则，放松胶带机系统运行约束内的软约束并重新求解动态控制优化问题。9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述煤矿井下胶带机系统控制方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述煤矿井下胶带机系统控制方法的步骤。
技术总结
本发明属于自动化控制领域，公开了一种煤矿井下胶带机系统控制方法、系统、设备及介质，通过根据预设的胶带机系统动态模型，以及当前状态下胶带机系统内各胶带机各段的运行速度和煤矿质量，获取各胶带机的开环预测值；然后求解胶带机系统稳态运行时各胶带机的稳态运行速度；以各胶带机的稳态运行速度为跟踪目标建立动态控制优化问题，并求解动态控制优化问题得到未来N个时段内各胶带机的运行速度，根据未来第一个时段内各胶带机的运行速度，控制胶带机系统运行。通过对各个胶带机的不同分段精细化控制，从而实现胶带机的多层级及多尺度协同调速，最优的自动调整各个胶带机的速度，提高经济效益。提高经济效益。提高经济效益。
技术研发人员：胡建晨 周春翔 杨雷 张萌
受保护的技术使用者：四川数字经济产业发展研究院
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/6/28