带式输送机液压张紧自适应控制系统

发布时间：2021-05-19 07:29

　　带式输送机的张紧装置主要作用是拉紧输送带,使之具有保证输送机正常运行、启动和制动时的最小张力,避免输送带与驱动滚筒打滑,防止输送带在托辊组之间的垂度超过允许值。近些年随着带式输送机向长远距离、高速运行、多驱动、大功率方向发展,带式输送机在运行过程中出现的不稳定性,多变性等对带式输送机的使用和对整个系统的经济效益都有着不小的影响,特别是在输送机启动和制动这一阶段中,输送机的张力和正常运行时,变化值非常大,具体表现为胶带断裂、机械损害、局部谐振跳带、叠带、撒料,振动等等严重影响带式输送机和胶带的使用寿命。普通的张紧系统,张紧力在整个输送系统中固定不变的,无法解决以上问题。所以,研究一种张紧力能跟随输送机胶带所需张力自动调整的拉紧装置,对于带式输送机的动态设计是很有必要的。为了抑制张力波的有害传播,本文经过理论分析了张紧力在带式输送机不同工况及运量下所需的张紧力;并且经过实际经验分析了张紧装置机械、液压、控制之间的关系,然后采用西门子PLC产品以及应用PID控制和模糊控制设计了一款带式输送机液压张紧自适应控制装置,该装置可检测到带式输送机实时需要的张紧力并能自动调节胶带张力,保证带式输送机安... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 带式输送机的研究现状
        1.2.2 张紧装置的研究现状
    1.3 本课题的研究意义和内容
    1.4 小结
2 液压张紧系统的组成
    2.1 液压张紧装置的总体结构
        2.1.1 系统的结构组成
        2.1.2 系统在带式输送机的安装位置
    2.2 液压系统的组成
        2.2.1 液压部分的特点
        2.2.2 比例溢流阀
        2.2.3 液压泵和液压马达
        2.2.4 液压油
    2.3 机械系统的组成
        2.3.1 绞车结构研究
        2.3.2 液压制动器的研究
    2.4 电气系统的组成
        2.4.1 控制箱的设计
        2.4.2 PLC的应用
        2.4.3 触摸屏的应用
        2.4.4 主电源回路的设计
        2.4.5 控制电源回路的设计
        2.4.6 系统保护电路设计
    2.5 机电液设计原则和工作原理图
        2.5.1 设计原则
        2.5.2 工作原理图
    2.6 小结
3 液压张紧自适应控制系统的理论分析
    3.1 带式输送机张紧力的分析
        3.1.1 输送带不打滑条件
    3.2 圆周驱动力(Fu)和所需传动功率(P_A)计算
        3.2.1 圆周驱动力Fu
        3.2.2 传动功率计算
    3.3 启动和制动的计算
    3.4 输送带张力和电机关系计算
        3.4.1 电动机和驱动滚筒功率转换
        3.4.2 输送带所需张力的计算
    3.5 小结
4 液压张紧自适应控制系统的控制策略
    4.1 普通自动液压张紧工作流程
    4.2 液压张紧自适应控制系统的工作流程
        4.2.1 带式输送机起制动阶段流程
        4.2.2 带式输送机起动至正常运行阶段流程
        4.2.3 带式输送机负载起动阶段流程
    4.3 液压张紧自适应控制系统的优点及稳定性分析
    4.4 PID控制
        4.4.1 PID控制的简要介绍
        4.4.2 PID控制算法
        4.4.3 液压张紧自适应控制系统的PID程序
    4.5 模糊控制
        4.5.1 模糊控制理论基础
        4.5.2 模糊控制理论的优点
        4.5.3 模糊控制器结构和工作原理
    4.6 自适应液压张紧中模糊控制的应用
        4.6.1 模糊控制器的控制规则
        4.6.2 模糊推理与判决
    4.7 模糊自适应PID控制器
    4.8 本章小结
5 液压张紧自适应控制系统的仿真分析
    5.1 仿真系统的概述
        5.1.1 MATLAB仿真软件的介绍
        5.1.2 SIMULINK简介
    5.2 仿真的内容与意义
    5.3 液压张紧自适应系统整体数学模型的建立
    5.4 系统仿真参数的确定及仿真模型建立
        5.4.1 液压马达工作时仿真参数的确定
        5.4.2 储能器工作时仿真参数的确定
    5.5 张紧系统动态特性仿真与分析
    5.6 张紧系统的PID与模糊PID校正分析
        5.6.1 张紧系统的PID校正分析
        5.6.2 张紧系统的模糊PID校正分析
    5.7 本章小结
6 结论
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]带式输送机张紧装置液压系统的设计[J]. 李忠良,闫春艳.  液压与气动. 2012(05)
[2]基于MATLAB的模糊自适应PID控制器的设计与仿真[J]. 杨菲,巴力登.  信息与电脑(理论版). 2011(09)
[3]带式输送机液压张紧装置的设计[J]. 于磊,刘金娃.  煤矿机械. 2011(08)
[4]模糊自适应PID控制器及Simulink仿真实现[J]. 杨益兴,崔大连,周爱军.  舰船电子工程. 2010(04)
[5]具有自适应性能的矿用带式输送机张紧机构研究分析[J]. 隋秀华,肖林京,苗德俊.  煤矿机械. 2008(12)
[6]我国煤矿带式输送机现状与发展趋势[J]. 蒋卫良,韩东劲.  煤矿机电. 2008(01)
[7]带式输送机自动张紧装置的现状及研究[J]. 戴建立.  煤矿机械. 2007(11)
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硕士论文
[1]长距离带式输送机液压自动张紧系统的研究[D]. 王坚.太原科技大学 2012
[2]带式输送机液压拉紧装置控制系统的理论研究[D]. 王晶.辽宁工程技术大学 2006
[3]带式输送机液压绞车自动张紧系统的研究[D]. 李元元.太原理工大学 2005
[4]带式输送机自动张紧装置的动态分析及其仿真[D]. 孙海阳.太原理工大学 2005
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本文编号：3195383