煤炭“工业4.0”概念的推广使自动化、智能化成为现代化矿井提高产能、降低工人劳动强度的重点研究方向,而综采设备自动化控制技术的适应性是实现工作面自动化的重要保证。由于我国薄煤层顶板条件复杂,生产环境恶劣多变,工作面机电装备仍以人工操作为主,部分实现自动化的工作面存在液压支架自动跟机、采煤机记忆截割不能较好适应顶底板条件的问题。因此,本文结合薄煤层的开采环境和具体综采设备研究适用于薄煤层的自动化控制关键技术和系统,以提高自动化控制在薄煤层中的适应性,减少工作面实际操作人员,提高薄煤层工作面的自动化水平。结合国内外薄煤层自动化控制和中厚煤层自动化控制的现有经验和发展趋势,论文首先依据薄煤层工作面工况条件分析了工作面设备控制结构,并提出了适用于薄煤层的自动化控制技术体系、方案和自动化控制模型;其次,以总体设计方案为依据,设计研究了无线和有线检测融合的薄煤层采煤机定位技术、基于支架位置姿态的液压支架自动跟机技术、刮板输送机顺序推移控制技术和采煤机滚筒自适应调高技术,并通过理论计算验证了自动跟机技术的有效性;在此基础上,对主要控制技术的承载系统-液压支架自动化控制系统进行优化设计,主要对电控系统软硬件进行优化,使自动跟机控制逻辑能适应优化后的控制技术,并通过传递函数法对刮板输送机推移控制的稳定性展开研究,验证了系统的稳定性;最后,用SolidWorks完成薄煤层采煤机、液压支架和刮板输送机的三维建模,基于Adams应用运动学分析法依次对薄煤层液压支架和刮板输送机自动化控制过程进行仿真分析,对比分析改进后的自动化控制技术相较于传统控制方法的优越性,并利用Unity 3D虚拟仿真技术建立整个薄煤层工作面的虚拟场景,模拟理想状态下薄煤层自动化控制过程,验证各控制技术协同运行的可行性。在某煤矿30304薄煤层工作面对液压支架自动跟机、刮板输送机自动推移、采煤机自动割煤相关控制技术进行验证,通过控制中心信息监控管理系统的反馈信息验证了薄煤层自动化控制技术的有效性。论文通过对薄煤层工作面自动化控制技术的理论研究、控制系统设计、仿真模拟和现场应用,验证了自动化控制技术在薄煤层的适应性,使薄煤层液压支架自动跟机效率提升30%,刮板输送机推移过程碰撞减少、速度稳定,采煤机滚筒记忆截割能适应底板倾角和高度的变化,能够满足薄煤层工作面的自动化控制要求,有效解决薄煤层工作面自动化水平不高的问题。研究成果对自动化控制技术在薄煤层的推广应用具有一定的参考价值,对于提高我国薄煤层工作面自动化水平、推动智慧矿山建设发挥积极作用。