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带式输送机的智能控制方法研究

作　者: 朱玉敏
导　师: 王勉华；王志河
学　校: 西安科技大学
专　业: 电气工程
关键词: 带式输送机 软起动 功率平衡 综合保护
分类号: TD528.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文针对宁夏煤业集团灵新矿主井运输系统存在的问题及改造的必要性,分析了带式输送机驱动与控制的现状、发展趋势,提出了采用PLC控制调速型液力耦合器,进而驱动带式输送机的控制方案。本文研究了带式输送机控制的最关键的三个问题:一是带式输送机软起动过程的特性分析,并给出了最理想的起动加速度曲线;二是多电机驱动时的功率平衡问题,通过对驱动滚筒牵引力的理想分配和实际分配及带式输送机功率平衡的影响因素的分析,提出了功率平衡的控制方法:检测带式输送机各驱动电动机的电流,将其输入到PLC中,并与参考电流值进行比较,取检测到的电流信号与参考电流值的差值作为控制信号,控制步进电动机的转动,带动液力藕合器勺杆运动,进而调节液力祸合器内充油量的大小,达到控制电动机功率的目的;三是带式输送机综合保护。针对这三个方面的问题,设计了带式输送机的智能化自动控制系统,并给出了软起动、功率平衡和综合保护的PLC控制程序流程图。为了提高功率平衡的控制精度,采用了模糊控制原理,建立了总控制决策表。并在MATLAB仿真环境中,建立了电动机和调速型液力耦合器的仿真模型,并结合模糊控制算法,建立了控制系统的仿真模型,经过仿真可知功率平衡的控制精度较高,可以实现带式输送机的多电机驱动功率平衡。现场运行情况表明,本文设计的自动控制系完全满足预先提出的要求,是适合推广的一种带式输送机的控制方案。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 引言  9-14
  1.1 课题背景及研究的意义  9-10
  1.2 带式输送机控制系统的现状及发展趋势  10-13
    1.2.1 带式输送机常用驱动方式及应用现状  10-12
    1.2.2 目前使用的带式输送机控制系统应该解决的问题  12
    1.2.3 带式输送机控制系统技术发展趋势  12-13
  1.3 本课题主要研究内容  13
  1.4 本章小结  13-14
2 带式输送机软起动特性与功率平衡分析  14-27
  2.1 带式输送机起动特性  14-18
    2.1.1 加速度控制曲线的选取  14-17
    2.1.2 驱动控制特性分析  17
    2.1.3 液力耦合器特性分析  17-18
    2.1.4 带式输送机软起动的实现  18
  2.2 带式输送机多电机功率平衡分析  18-26
    2.2.1 驱动滚筒牵引力的理想分配  19-20
    2.2.2 双滚筒驱动牵引力的实际分配  20-24
    2.2.3 功率平衡的原理  24
    2.2.4 功率平衡的软、硬件实现  24-25
    2.2.5 控制方法的选择  25-26
  2.3 小结  26-27
3 带式输送机多电机驱动功率平衡的模糊控制设计  27-39
  3.1 模糊控制的可行性  27-28
  3.2 模糊控制器结构的设计  28-29
  3.3 模糊控制规则的设立  29-32
    3.3.1 偏差和偏差变量的求取  29
    3.3.2 量化因子和比例因子的选取  29-30
    3.3.3 输入输出语言变量的赋值表  30-32
  3.4 模糊控制器的控制规则  32-34
  3.5 隶属度函数的选取  34
  3.6 模糊化  34-35
  3.7 控制决策表  35-37
  3.8 PLC 实现模糊控制  37-38
    3.8.1 采样时间的选择  37-38
    3.8.2 控制算法  38
  3.9 小结  38-39
4 带式输送机控制系统设计  39-48
  4.1 控制系统的硬件设计  39-44
    4.1.1 系统的组成与控制原理  39-40
    4.1.2 可编程程序控制器(PLC)的选择  40-42
    4.1.3 系统综合保护的硬件构成及原理  42-44
  4.2 控制系统的软件设计  44-47
    4.2.1 系统工具软件的选用  44-45
    4.2.2 PLC 控制程序设计  45-47
  4.3 小结  47-48
5 系统仿真  48-56
  5.1 仿真工具选择  48-52
  5.2 多电机驱动模糊控制器仿真模型建立及仿真结果分析  52-55
    5.2.1 仿真步骤  52
    5.2.2 模型建立  52-53
    5.2.3 控制系统的建模  53-55
  5.3 仿真结果分析  55
  5.4 小结  55-56
6 系统安装调试及运行分析  56-58
  6.1 系统安装调试时存在的问题及解决方法  56
  6.2 系统运行分析  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山运输与设备 > 井下运输与设备 > 输送机运输 > 带式输送机运输
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