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滚筒采煤机是机械化采煤的主要设备,也是实现集约化采煤的重要技术装备,广泛应用于不同地质条件下的煤炭开采。但是当前采煤机仍存在着诸多问题:其智能化程度低、尚未实现单机自动化控制;仅对其牵引速度进行控制而不调节滚筒转速,在整个综采工作面上因煤层硬度等变化使得采煤机在生产过程中不能保证较高的截割性能,如块煤率较低并产生较多粉尘,既影响了原煤的使用范围和经济价值也产生较大的健康和安全隐患。因此,实现采煤机的自适应控制以及进一步提高采煤机在整个综采面的截割效能成为当前采掘技术与装备的研究热点。本论文结合国家重点基础研究发展计划(973计划)项目——“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”(编号:2014CB046304),开展了采煤机的自适应变速截割控制方面的研究工作,主要内容如下:(1)阐述了现有电牵引滚筒采煤机的构造、工作原理以及工作特性,分析了采煤机截割部、牵引部的负载及运动学关系;以某300k W电牵引采煤机为对象,利用Matlab/Simulink软件建立了包括牵引部、截割部以及相关控制系统的采煤机仿真模型。(2)从理论分析以及仿真与实验数据验证两方面获得了煤层截割阻抗与采煤机截割电机定子电流的关系,结合小波包分解技术进行了特征参数的处理;基于神经网络对煤层截割阻抗范围进行了识别,为采煤机自适应控制奠定基础。(3)对适合于滚筒采煤机开采的中硬煤层和硬煤层进行了截割阻抗范围的划分;以高块煤率和低截割比能耗同时兼顾生产率的综合较优为目标,以采煤机截割功率等为约束条件,利用基于模拟退火的粒子群算法进行了采煤机截割参数的优化,得到了优化后的采煤机牵引速度和滚筒转速,比较分析了不同工况下的截割运动参数调节策略对截割性能的影响;在此基础上,提出采煤机的自适应变速截割的整机控制策略,实现采煤机对煤层截割阻抗范围变化的自适应变速截割。(4)对采煤机截割电机和牵引电机的调速控制方法进行了比较分析,改进了传统矢量控制变频调速系统的速度控制器;对具体的调速信号进行了路径的优化,并对比和分析了结合不同调速控制方法的调速效果;最后,对采煤机自适应变速截割控制进行了仿真和分析。