基于模糊PID的带式输送机张紧装置的研究

发布时间：2017-10-13 06:08

  本文关键词：基于模糊PID的带式输送机张紧装置的研究

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【摘要】：随着长距离、大运量带式输送机的普遍应用,张紧装置作为带式输送机不可或缺的组成部分,其重要性日益凸显。然而传统的张紧装置由于存在自动化程度低、响应速度慢等弊端,已很难适应当前所需。因此,设计一种安全可靠且具有良好动态特性的自动张紧装置是非常必要的。本文基于摩擦传动原理和整机受力平衡,确定了输送带启动、稳定运行和停机各阶段所需张力。根据输送带张紧装置的应用特点,设计了一种基于模糊PID控制的带式输送机自动张紧装置。论文首先分析了输送带受力情况,并确定了张紧装置的总体设计方案,确定了液压系统元件选型;随后针对张紧装置的物理模型,建立了液压绞车和张紧油缸两种张紧方式下的数学模型,并借助Matlab仿真软件,对常规PID控制和模糊PID控制分别进行了上述两种张紧方式工作时的数学模型仿真。仿真结果表明,模糊PID控制是一种较为理想的输送带张力自动调节方案,实现了系统所要求的稳定性、动态性等特性要求。张紧装置的设计包括液压部分和电气控制部分,详细论述了液压系统在张紧装置动作中的工作过程;基于STM32F103VET6微控制器设计了电气控制系统的硬件部分,包括通信电路和各反馈信号检测采集电路等。最后采用屏通PT070触摸屏、操作软件PM Designer“触控大师”和Keil5.0开发软件分别设计了该张紧装置的上位机和下位机软件。详细阐述了上位机监控界面的设计过程,并介绍了下位机软件的设计思想,且将模糊PID控制算法引入到软件设计中,给出了主程序流程图、模糊PID控制算法工作流程图等。
【关键词】：模糊PID控制 带式输送机 张紧装置 STM32F103VET6
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH222;TP273
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 1 绪论16-22
• 1.1 课题背景及意义16-17
• 1.2 课题研究现状17-21
• 1.3 课题研究内容21
• 1.4 全文章节安排21-22
• 2 带式输送机特性及张力分析22-33
• 2.1 张紧装置安装位置的确定22
• 2.2 输送机稳态特性及张力分析22-28
• 2.3 张紧装置的总体设计28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 张紧装置仿真模型建立33-41
• 3.1 张紧装置模型分析33
• 3.2 张紧装置模型建立33-40
• 3.3 本章小结40-41
• 4 控制算法设计及仿真41-56
• 4.1 PID控制41-42
• 4.2 模糊控制算法42-46
• 4.3 模糊PID张力控制器设计46-50
• 4.4 张紧装置仿真分析50-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 张紧装置设计方案56-71
• 5.1 液压系统设计56-57
• 5.2 电气控制系统设计57-64
• 5.3 系统软件设计64-70
• 5.4 本章小结70-71
• 6 总结与展望71-73
• 6.1 总结71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-76
• 作者简历76-78
• 学位论文数据集78

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本文编号：1023229