皮带运输机效率优化的研究

发布时间：2017-03-24 07:00

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【摘要】：皮带运输机具备能够实现长距离、大运量可靠运送,便于自动化控制和集中化管理的优点,成为现代化煤矿生产系统中较理想的关键运输设备。日趋成熟的交流变频调速拖动技术,有效地解决了皮带机起动电流大、多机驱动功率不平衡、轻载运行效率低等问题。但随着世界能源危机形势严峻,如何节能减排进一步提高皮带机轻载效率问题也引起了关注。 本文首先对皮带运输机的运行机理进行分析,皮带运输机需按照最大运输量考虑驱动装置,但它时常处于轻载的运行状态下,会造成能源的浪费,因此提出了电机轻载运行下的效率优化研究。异步电机结构复杂,无法直接得到能耗与各变量的关系,但对电机的各种损耗进行分析表明,可通过降低电机的可控损耗来提升电机效率,进而推导出了异步电动机同步旋转坐标系d-q轴下的等效电路,并建立了考虑铁损的电机模型。系统采用矢量变频控制,使系统具备良好的调速性能,并采用基于搜索法的最小输入功率控制效果全局最优。本文在此基础上引入PSO算法即粒子群中粒子位置更新方法进行BP网络结构中权值及阈值的调整,提出了改进的PSO-BP神经算法在线寻优最优磁通,设计出效率优化控制器,最后详细介绍了DSP矢量控制系统的软硬件设计及实现。 最后在4ATLAB/Simulink环境中搭建系统仿真模块,验证了方案具有可行性,仿真结果表明皮带机轻载运行时效率可以提高,消除了最优点处的转矩脉动,具有良好的动态能力,并保证了系统稳定性。
【关键词】：皮带机 轻载 效率 DSP 在线搜索 PSO-BP算法
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• Contents10-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景和意义12-13
• 1.2 皮带运输机国内外研究现状13-16
• 1.2.1 皮带运输机国内外研究现状13-15
• 1.2.2 国内外皮带运输机的技术差距15-16
• 1.3 皮带机效率优化控制策略研究现状16-19
• 1.4 本文的主要内容19-20
• 2 皮带运输机的工作原理及损耗分析20-32
• 2.1 皮带运输机的组成及工作原理20-22
• 2.1.1 皮带运输机的组成20-21
• 2.1.2 皮带运输机的工作原理21-22
• 2.2 电动机容量的选择22-23
• 2.3 异步电机的损耗分析23-25
• 2.4 考虑铁损时异步电机在两相旋转坐标系上的数学模型25-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 基于改进的PSO-BP算法电机效率优化研究32-48
• 3.1 基于搜索法的最小功率效率优化控制32-36
• 3.1.1 异步电机轻载效率优化原理32-34
• 3.1.2 基于搜索法的最小功率效率优化控制34-36
• 3.2 BP神经网络逼近电机参考模型的控制策略36-41
• 3.2.1 BP神经网络算法的基本思想36-39
• 3.2.2 BP神经网络逼近电机参考模型的控制策略39-41
• 3.3 PSO算法41-42
• 3.4 改进的PSO-BP算法在电机效率优化中的应用42-46
• 3.5 本章小结46-48
• 4 基于DSP的矢量控制系统硬件设计48-56
• 4.1 系统的总体设计48-49
• 4.2 检测电路的设计实现49-52
• 4.3 其他外围电路设计与实现52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 5 基于DSP的矢量控制系统软件设计及仿真结果分析56-66
• 5.1 系统主程序及中断服务子程序设计56-59
• 5.2 关键功能子程序的设计59-63
• 5.2.1 电流采样模块59-61
• 5.2.2 转速采样模块61
• 5.2.3 调节器的设计61-62
• 5.2.4 效率优化控制器的设计62-63
• 5.3 仿真结果分析63-65
• 5.4 本章小结65-66
• 6 总结与展望66-68
• 6.1 总结66
• 6.2 不足与展望66-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-76
• 作者简介及读研期间主要科研成果76

【参考文献】

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本文编号：265209