本书系统阐述了采煤机智能制造的自动化与智能化核心瓶颈生产难题与科学前沿问题：面向采煤机智能制造优化控制系统的研究与开发。通过对采煤机智能制造各环节的研究，阐述人工智能与大数据相关技术及其在采煤机智能制造中的应用。针对采煤机智能制造生产实际问题和实际生产数据，本书系统阐述了该领域国内外研究现状，特别是笔者近十年来，包括所指导的数名硕士生、博士生、博士后从事该领域实际生产研究的相关思路、方法与成果，使读者近距离全面了解人工智能与大数据方法在采煤业智能制造中的实际应用情况。 本书可作为高等院校自动化、控制科学与工程、控制系统工程、计算机科学与技术、数学与应用数学、化工工程、材料科学与技术、能源与动力工程、机械工程、经济学、管理学等相关专业的教材，也可作为有关研究人员和工程技术人员的参考书。

1 绪论
1.1 研究背景
1.2 关键技术
1.2.1 采煤机定位技术
1.2.2 采煤机的截割路径记忆技术
1.2.3 采煤机的截割路径跟踪技术
1.2.4 采煤机自适应控制技术
1.3 采煤机智能制造的发展历史
1.4 研究意义
思考题
2 智能化采煤机总体方案规划
2.1 采煤机的结构原理及工作过程
2.2 智能化采煤机的控制方案设计
2.3 智能化采煤机的硬件结构设计
2.3.1 工作面监控系统
2.3.2 顺槽监控系统
2.3.3 地面监控系统
思考题
3 采煤机位置与姿态定位方法
3.1 采煤机的位置定位
3.1.1 采煤机机身坐标系的建立
3.1.2 采煤机机身定位策略
3.1.3 采煤机机身定位的理论模型
3.2 采煤机的姿态定位
思考题
4 采煤机截割路径记忆方法
4.1 现状分析
4.2 采煤机的截割路径记忆策略
4.2.1 截割路径的记忆
4.2.2 记忆点的选取方案
4.2.3 记忆点的数据结构
4.2.4 记忆点的数据压缩
4.3 记忆路径的评价方法
4.3.1 人工免疫理论
4.3.2 基于人工免疫的记忆点评价模型
思考题
5 采煤机截割路径跟踪方法
5.1 现状分析
5.2 采煤机截割路径的跟踪目标
5.2.1 基于多项式插值的跟踪目标
5.2.2 基于样条曲线插值的跟踪目标
5.2.3 基于误差带的跟踪目标
5.3 采煤机截割路径的跟踪策略
5.3.1 截割路径的轨迹跟踪策略
5.3.2 截割路径的动作跟踪策略
5.3.3 截割路径的状态修正策略
5.4 采煤机跟踪路径的评价方法
5.4.1 灰色关联度分析
5.4.2 基于灰色关联度的路径跟踪评价模型
思考题
6 采煤机截割负载动态分析方法
6.1 现状分析
6.2 采煤机截割负载特性分析
6.2.1 截割部传动系统的负载分析
6.2.2 截割负载与截割电流间关系的理论模型
6.2.3 截割负载与截割电流间关系的试验研究
6.3 采煤机截割电流特性分析
6.3.1 小波分析理论
6.3.2 截割电流信号的小波分解与重构
6.4 基于电流谱的采煤机截割负载分析
6.4.1 人工神经网络
6.4.2 基于人工神经网络的截割负载与截割电流关系模型
6.5 基于CPSO-SVM的采煤机截割负载识别方法
6.5.1 SVM算法
6.5.2 PSO算法
6.5.3 CPSO算法
6.5.4 CPSO寻优SVM参数
6.5.5 采煤机的CPSO-SVM负载识别方法
思考题
7 采煤机历史可靠性分析方法
7.1 现状分析
7.2 可靠性基本理论
7.2.1 可靠性的基本概念
7.2.2 可靠性特征指标
7.2.3 维修性特征指标
7.2.4 有效性特征指标
7.2.5 可靠性中常用的概率分布
7.2.6 典型的可靠性模型
7.3 采煤机整机历史可靠性分析
7.3.1 采煤机硬件结构
7.3.2 采煤机常见故障
7.3.3 采煤机可靠性框图
7.3.4 采煤机故障数据处理
7.3.5 采煤机可靠性模型拟合
7.3.6 采煤机可靠性数据分析
思考题
8 基于相关失效的采煤机动态可靠性分析方法
8.1 现状分析
8.1.1 相关失效的研究现状
8.1.2 动态可靠性的研究现状
8.2 相关基本理论
8.2.1 应力-强度干涉模型
8.2.2 共因失效模式下零部件可靠性模型
8.2.3 相关失效系统可靠性模型
8.2.4 Copula相关性理论
8.3 采煤机的动态可靠性分析
8.4 采煤机各切削模式下工作载荷实时监测系统的建立
8.5 动态载荷作用下的基于人工智能的采煤机各切削模式实时动态可靠性建模
思考题
9 采煤机在线可靠性预报系统
9.1 现状分析
9.2 采煤机在线可靠性预报系统设计
9.2.1 最小二乘支持向量机
9.2.2 加权最小二乘支持向量机（WLSSVM）
9.2.3 标准粒子群优化算法
9.2.4 改进的粒子群算法
9.2.5 混沌改进粒子群算法
9.2.6 混合CMPSO-WLSSVM算法
9.2.7 混合CMPSO-WLSSVM模型的在线修正策略
9.3 采煤机在线可靠性预报系统分析
9.3.1 采煤机在线可靠性预报结果分析
9.3.2 更多问题的数据集
思考题
10 采煤机在线截割模式识别系统
10.1 现状分析
10.2 采煤机在线截割模式识别系统设计
10.2.1 相关向量机（LSSVM）
10.2.2 混沌引力搜索算法（CGSA）
10.2.3 CGSA-RVM模型
10.3 采煤机在线截割模式识别系统分析
10.3.1 模拟和数据采样
10.3.2 采煤机截割模式识别
10.3.3 结果分析
思考题
11 实验研究
11.1 自适应截割实验
11.1.1 实验室实验
11.1.2 工厂实验
11.1.3 工作面实验
11.2 截割负载动态识别实验
11.2.1 实验平台
11.2.2 实验方案
11.2.3 数据优化与负载识别
11.2.4 识别效果对比
11.3 可靠性分析实验
11.3.1 实验数据
11.3.2 实验方案
11.3.3 模