输送带张紧力控制系统研究

发布时间：2022-01-23 12:37

　　带式输送机是物料输送的重要设备,广泛应用于煤炭、冶金、矿山和港口,并朝着大运量、长距离方向发展。在启、制动过程中,长距离输送带内会存储或释放很大的能量,形成显著的应力波动,造成输送机运行不稳定。张紧系统作为带式输送机的一个重要组成部分,其提供的张紧力影响着输送带动张力大小,若不对张紧系统提供的张紧力进行有效控制,输送带会发生打滑、淤带以及断裂等严重问题。因此,张紧系统对于保证输送机的安全可靠运行具有重要意义。针对现有张紧系统提供的张紧力不足,响应慢以及不能自动调节张紧力等问题,本文研究了一种电液伺服张紧装置,并提出应用动态矩阵控制算法设计张紧装置的控制系统,为带式输送机稳定运行提供恒定张紧力,具有重要的理论与实际意义。首先,针对现有液压张紧装置不能实现张紧力的连续调节以及不能保持系统压力在固定范围内变化的问题,本文利用伺服比例技术设计了可实时调节张紧力的液压张紧装置,该张紧装置利用蓄能器保持系统压力在固定范围内变化,并通过在液压缸两腔安装单向阀,避免张紧力突然过大损坏液压元器件,以及对所设计的液压张紧装置,建立了精确的数学模型,并进行了稳定性分析和校正。然后,将所研究的张紧装置应用于带... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究目的和意义
    1.2 张紧装置的工作原理和功能
        1.2.1 张紧装置的工作原理
        1.2.2 张紧装置的功能
    1.3 输送带张紧力控制系统国内外研究现状
    1.4 主要研究内容
第二章 输送带数学模型的建立
    2.1 输送带动力学模型的特性
        2.1.1 输送带结构
        2.1.2 输送带的静态特性
        2.1.3 输送带动力学模型的分析
    2.2 输送带建模方式和参数测试方式
        2.2.1 带式输送机动力学方程的建模方式
        2.2.2 输送带Voigt模型参数的测试方法
    2.3 输送带数学模型的建立
        2.3.1 输送带的离散动力学模型
        2.3.2 输送带仿真参数设置
    2.4 本章小结
第三章 带式输送机张紧装置的设计及建模
    3.1 张紧装置设计
        3.1.1 张紧装置的设计原则
        3.1.2 张紧系统组成及工作原理
    3.2 张紧系统数学模型分析
        3.2.1 控制系统的结构组成
        3.2.2 电液伺服系统的理论模型分析
        3.2.3 张紧装置数学模型的建立
        3.2.4 仿真系统参数与计算
        3.2.5 液压系统稳定性分析与校正
        3.2.6 系统主要特点
    3.3 本章小结
第四章 输送机动态特性分析
    4.1 AMESim仿真软件介绍
        4.1.1 AMESim软件的基本特性
    4.2 张紧装置性能对比分析
        4.2.1 不同张紧方式模型建立
        4.2.2 不同张紧方式性能对比分析
    4.3 固定式张紧方式实验研究
        4.3.1 实验仪器和设备介绍
        4.3.2 实验方案设计
        4.3.3 实验结果分析
    4.4 影响输送带动力学特性的其他因素
        4.4.1 负载对输送带动力学特性的影响
        4.4.2 启动方式对输送带动力学影响
        4.4.3 制动过程对输送带动力学影响
    4.5 本章小结
第五章 张紧装置控制策略分析
    5.1 AMESim/Simulink的联合仿真
    5.2 张紧系统控制策略研究
        5.2.1 动态矩阵控制基本原理
        5.2.2 动态矩阵控制的数学基础
    5.3 张紧系统控制器仿真分析
        5.3.1 系统建模
        5.3.2 DMC-PID串级控制系统设计
        5.3.3 仿真结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊PID控制的带式输送机张紧装置的设计[J]. 雷汝海,常莹莹.  煤炭技术. 2017(11)
[2]带式输送机新型变频自动张紧装置的动态仿真[J]. 杨俊宙,廉自生,袁红兵,吴波.  煤炭工程. 2017(10)
[3]钢丝绳橡胶输送带混合本构模型及动力学参数变化规律分析[J]. 陈洪月,白杨溪.  机械设计与研究. 2017(03)
[4]向下运输的带式输送机制动动力学计算[J]. 李玉瑾,张保连,孟莹.  煤炭工程. 2017(06)
[5]带式输送机拉紧装置启动过程动态仿真分析[J]. 李冬梅,赵士明.  机械传动. 2017(02)
[6]新型带式输送机液压张紧装置的设计[J]. 金琦淳,车小伟,沈妍.  机床与液压. 2016(20)
[7]液压张紧装置伺服控制系统设计[J]. 韩以伦,姬光青,邱鹏程.  仪表技术与传感器. 2016(08)
[8]带式输送机启动系数的动力学计算[J]. 李玉瑾,李德政,孟莹.  煤炭工程. 2015(12)
[9]皮带机液压自动张紧系统的设计[J]. 仇卫建.  机床与液压. 2015(10)
[10]带式输送机打滑动力学模型及有限元仿真研究[J]. 李显荣,董长双,李军霞,刘邱祖.  煤炭技术. 2015(02)

博士论文
[1]带式输送机动态特性及控制策略研究[D]. 侯友夫.中国矿业大学 2001

硕士论文
[1]煤炭皮带传送机液压伺服拉紧系统的研究与应用[D]. 赵永安.燕山大学 2005



本文编号：3604364