Overview

Die vorliegende Arbeit entstand wiihrend meiner Tiitigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut flir Produktionstechnik und Automatisierung (IPA, Stuttgart). Ich danke Herrn Prof. Dr.h.c.mult. Dr.-Ing. H.-J. Warnecke flir die groBziigige Unterstiitzung und Forderung, welche die Durchflihrung dieser Arbeit ermoglichte. Herrn Prof. Dr.h.c. Dr.-Ing. G. Pritschow danke ich flir die Obernahme des Koreferates sowie flir wichtige Hinweise und Anregungen bei der Durchsicht des Manuskripts. Von meinen Kollegen des Instituts, die mich bei der Durchflihrung dieser Arbeit unterstiitzt haben, mochte ich besonders Herrn Prof. Dr.-Ing. Schraft, Herrn Dr.- Ing. M. Schweizer, Herrn Dipl.-Ing. A. Hambrock, Herrn Dipl.-Ing. A. Langen und Herrn Dipl.-Inform. J. MiillerschOn, die mir mit vielfachen Hinweisen zur Seite gestanden haben, erwiihnen. Frau L. Schuhmacher, welche mich bei der Manuskripterstellung und dem Layout in hilfreicher Weise unterstiitzt hat, mochte ich mit besonderem Dank auszeichnen. Fiir die technische Umsetzung dieses Konzeptes richtet sich mein Dank insbesondere an Herrn Hambrock, Herrn Merklinger, Herrn Luz, Herrn Esslinger und Herrn Schmid, die mit groBem Einsatz die theoretischen Ergebnisse dieser Forschungsarbeit flir die Offentlichkeit sichtbar gemacht haben. Ihnen allen gilt mein herzlicher Dank.

Full Product Details

Author:   Stephan Forster
Publisher:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
Imprint:   Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Volume:   179
Dimensions:   Width: 14.00cm , Height: 0.90cm , Length: 21.60cm
Weight:   0.260kg
ISBN:  

9783540571599

ISBN 10:   3540571590
Pages:   147
Publication Date:   12 July 1993
Audience:   Professional and scholarly ,  Professional & Vocational
Format:   Paperback
Publisher's Status:   Active
Availability:   Out of stock  
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Language:   German

Table of Contents

1 Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise.- 2 Ausgangssituation und Anforderungen.- 2.1 Begriffe und Definitionen.- 2.2 Stand der Technik.- 2.2.1 Kohlengewinnung mit Walzenschramladern.- 2.2.1.1 Maschinensystem.- 2.2.1.2 Walzenschramlader.- 2.3 Hoehensteuerung der Schramwalzen.- 2.3.1 Automatische Hoehensteuerung.- 2.3.1.1 Teilautomatische Hoehensteuerung uber den Lernschnitt.- 2.3.1.2 Sensortechnik fur die automatische Hoehensteuerung.- 2.4 Automatische Ausbausteuerung.- 3 Istzustandsanalyse und Lastenheft.- 3.1 Prozessanalyse.- 3.2 Prozeflanalyse der Kohlengewinnung mit Schramwalzen.- 3.2.1 Vorgangsbeschreibung beim Schneiden in Kohle.- 3.2.2 Schneiden im hangenden oder liegenden Nebengestein.- 3.3 Untersuchung der Einsatzbedingungen.- 3.3.1 Geologische Einsatzbedingungen.- 3.4 Lastenheft.- 3.4.1 Anforderungen an die Sensortechnik.- 3.4.2 Anforderungen an die Steuerungstechnik.- 3.4.3 Anforderungen an die Systemtechnik.- 4 Voruntersuchungen zum Sensorsystem.- 4.1 Konzeption der Vorversuche.- 4.2 Auswertungen der Unter-Tage-Versuche.- 4.2.1 Generelle Einsatzvoraussetzungen fur Sensorverfahren unter Ausnutzung der Hartedifferenz.- 4.2.2 Messmeisselmethode.- 4.2.2.1 Messmeisselsignalauswertungen.- 4.2.2.2 Einsatzgrenzen der Messmeisselmethode.- 4.2.3 Luft- und Koerperschallmessungen.- 4.2.3.1 Luftschallmessungen.- 4.2.3.2 Koerperschallmessungen.- 4.2.3.3 Einsatzgrenzen des Koerperschalls.- 4.2.4 Drehmomenterfassung.- 4.2.5 Optisches Reflexionsverfahren.- 4.2.5.1 Einsatzgrenzen des optischen Reflexionsverfahren.- 4.2.5.2 Integration des optischen Sensors.- 4.2.6 Radioaktive Strahlungsmessung zur Grenzliniendetektion.- 4.2.6.1 Messung der naturlichen Gammastrahlung des Nebengesteins.- 4.2.6.2 Messung der ruckgestreuten radioaktiven Strahlung.- 4.2.7 Verfahren mittels seismischer Wellen.- 4.2.8 Verfahren auf videooptischer Messbasis.- 4.3 Sonstige Messverfahren.- 4.3.1 Elektrische Hochfrequenz-Methode.- 4.3.2 Heizwert-Bestimmung.- 4.3.3 Staubanalyse.- 4.3.4 Meisseltemperatur.- 4.4 Bewertung fur den Einsatz auf dem Walzenschramlader.- 4.4.1 Verfahren far das Lernen der Sensorparameter.- 5 Aufgaben des Sensor- und Steuerungssystems.- 5.1 Zentraler Ansatz fur das Sensor-und Steuerungssystem.- 5.1.1 Sicherheitskonzept.- 5.2 Multisensordatenverarbeitung.- 5.3 Sensorgefuhrte Bewegungssteuerung.- 5.4 Modellgestutzte Steuerung.- 5.5 Auswahl und Bewertung der Funktionseinheiten.- 6 Konzept-Entwicklung des Sensor- und Steuerungssystems.- 6.1 Loesungsentwicklung zur Multisensor-Datenfusion.- 6.1.1 Funktionsstruktur der Sensordatenfusion.- 6.2 Loesungsentwicklung zur modellgestutzten Steuerung.- 6.2.1 Aufgabe der Modellierung.- 6.2.2 Modellierung des Maschinensystems.- 6.2.3 Modellausfuhrung.- 6.2.4 Lageerfassung der Maschine und des Floezes.- 6.2.4.1 Ist-Lageerfassung des Maschinensystems.- 6.2.4.2 Umgebungserfassung.- 6.2.5 Modellaktualisierung und Auswertung.- 6.3 Datenfusion aus Modell- und Sensorsteuerung.- 7 Algorithmenentwicklung.- 7.1 Berechnungsgrundlagen.- 7.1.1 Koordinatensysteme.- 7.1.2 Koordinatentransformationen.- 7.2 Algorithmen zur Positionsbestimmung der Maschine.- 7.2.1 Fehlermodell fur die Positionsbestimmung.- 7.2.1.1 Kompensation von Driftfehlern.- 7.2.1 Fehlerabschatzung aufgrund dynamischer Stoergroessen.- 7.3 Auswertung des Floezmodells.- 7.3.1 Geostatistische Machtigkeitsschatzung.- 7.3.2 Berechnung des Modellvorgabewertes.- 7.3.2.1 Extrapolation eines Modellwertes.- 8 Versuchsdurchfuhrung und Ergebnisse.- 8.1 Prototyp eines Walzenschramladers mit automatischer Hoehensteuerung.- 8.2 Versuchsaufbau.- 8.2.1 Simulations- und Planungsrechner.- 8.2.2 Animationsrechner.- 8.2.3 Steuerungsrechner.- 8.3 Versuchsergebnisse.- 8.3.1 Automatikfahrt mit unterschiedlichen Steuerungsstrategien.- 8.3.2 Ergebnisse der geostatistischen Machtigkeitsschatzung.- 8.4 Pflichtenheft fur die Prototypenmaschine.- 8.4.1 Sensortechnik und hydraulische Anlage.- 8.4.2 Soft- und Hardwarestruktur.- 8.5 Einsatzmoeglichkeiten und weiterfuhrende Arbeiten.- 9 Zusammenfassung und Ausblick.- 10 Literaturverzeichnis.

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