[发明专利]一种基于数字孪生技术应用到煤矿采掘设备的监控系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生技术应用到煤矿采掘设备的监控系统，其特征在于：包括传感器群、煤矿采掘设备信息模块、信息编译执行模块、建模计算模块和人机交互判断模块，

煤矿采掘设备信息模块：用于构建和存储煤矿采掘设备中所涉及部件的信息模型；

传感器群：分布固定安装在煤矿采掘设备物理本体上，负责实时采集煤矿采掘设备物理本体运动的相关数据并即时反馈数据；

信息编译执行模块：获取煤矿采掘设备物理本体运动的相关数据，将煤矿采掘设备物理本体运动的相关数据进行预处理，具体为，将煤矿采掘设备物理本体运动的相关数据进行分类，根据分类中预设的处理标准，消除煤矿采掘设备物理本体运动的相关数据中的噪声信号，将降噪后的煤矿采掘设备物理本体运动的相关数据进行保存；

建模计算模块：通过煤矿采掘设备的三维图纸模型构建监控所涉及的煤矿采掘设备监控模型，将煤矿采掘设备信息模块储存的存储煤矿采掘设备中所涉及部件的信息模型附加到所涉及的煤矿采掘设备监控模型中，共同形成煤矿采掘设备的数字孪生体，该数字孪生体存在于煤矿采掘设备的整个生命产品周期，并可以实时地反映物理层中煤矿采掘设备的真实状态；所述建模计算模块还用于将信息编译执行模块降噪后的煤矿采掘设备物理本体运动的相关数据附加在数字孪生体上，通过孪生体性能退化虚拟的方式，得到虚拟运行状态监控数据，根据虚拟行状态监控数据控制几何模型完成仿真动作，实现对矿采掘设备运行状态监控系统的动态仿真，获取煤矿采掘设备物理体的实际运行状态和孪生体退化模拟状态的状态偏差值，最终获得煤矿采掘设备的当前工作状态，以及煤矿采掘设备的故障预期；

人机交互判断模块：通过仿真模拟产生相应的状态偏差值和故障预期，对煤矿采掘设备进行监控，最终实现煤矿采掘设备的物理信息与虚拟信息融合及智能化监控。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术应用到煤矿采掘设备的监控系统，其特征在于：所述煤矿采掘设备信息模块包括几何模型、功能信息模型、规则模型、行为模型和控制逻辑模型。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术应用到煤矿采掘设备的监控系统，其特征在于：所述煤矿采掘设备包括采煤机、液压支架、刮板输送机和转载机。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术应用到煤矿采掘设备的监控系统，其特征在于：所述传感器群包括温度传感器、霍尔传感器、压力传感器、线速度传感器和角度传感器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于数字孪生技术应用到煤矿采掘设备的监控系统，其特征在于：所述监控系统还包括

维护建议数据库：针对仿真模拟深度学习之后所生成的自动调优参数值并生成维护建议数据的存储库。

6.根据权利要求1-4任一项所述的基于数字孪生技术应用到煤矿采掘设备的监控系统，其特征在于：所述监控系统还包括

日常维护基本信息库：在性能退化虚拟时，使用Predictive Maintenance Toolbox提供的提取训练数据的各种选项，优选预测算法。