带式输送机系统模型的分析与降阶

发布时间：2017-10-28 12:25

  本文关键词：带式输送机系统模型的分析与降阶

  更多相关文章： 带式输送机 Voigt模型 模型降阶 Laguerre降阶方法 零点优化

【摘要】：在现代物料输送行业中，从输送量、运输成本、运输距离、地形限制等方面来衡量，带式输送系统在中短途运输中具有优越的性能，随着带式输送技术的发展和工业生产规模的扩大，长距离、高带速、大功率的带式输送系统成为物料输送系统的主要发展趋势。目前对带式输送机进行研究而建立的动力学模型阶次比较高，而高阶模型的研究分析及相应控制器的设计是相对困难的。为简化模型规模和复杂程度以方便后续的控制研究工作，有必要对带式输送机进行降阶处理。 本文收集了散装物料带式输送机的相关参数资料，并对输送带运行状态和物理特性及动力学特性做了系统的分析，采取Voigt模型作为输送带的基本单元模型，并将输送带分解成承载段和回程段各20小段进行分析，建立了分别以速度和加速度为输出变量的状态空间方程，构造了80阶的原始高阶模型。 本文在目前主要的降阶方法基础上，结合矩阵奇异值分解降阶理论，平衡截断降阶理论和Laguerre降阶理论对原始模型进行了降阶，通过降阶前后输送带各处的速度输出曲线、系统传递函数频率特性曲线及其误差H2范数的比较，本文将原模型降到14阶。 本文通过Matlab仿真实验，对输送带降阶前后模型的速度和加速度输出曲线进行了比较，并对系统传递函数的频域幅值特性曲线进行了对比分析。对频域高频段降阶效果不完善的情况，采取了优化系统传递函数零点的方法改善了整体降阶效果，达到了模型降阶的目的。
【关键词】：带式输送机 Voigt模型 模型降阶 Laguerre降阶方法 零点优化
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH222
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 带式输送机系统研究的目的和意义13-14
• 1.2 国内外带式输送机相关研究成果14-17
• 1.3 系统模型降阶方法的简述和研究现状17-19
• 1.4 本文主要工作19-21
• 第二章 带式输送机系统模型21-32
• 2.1 带式输送机输送带的物理特性和动力特性21-23
• 2.2 带式输送机模型的建立23-29
• 2.2.1 输送带小单元模型的建立23-26
• 2.2.2 输送带整体模型的建立26-29
• 2.3 带式输送机系统的状态空间方程29-32
• 2.3.1 以速度为输出变量的状态空间方程29-30
• 2.3.2 以加速度为输出变量的状态空间方程30-32
• 第三章 模型降阶方法的研究32-41
• 3.1 系统模型降阶的数学基础32-35
• 3.1.1 传递函数的矩匹配原理32-33
• 3.1.2 Krylov 子空间矩匹配原理33-35
• 3.2 矩阵 SVD 分解降阶方法35
• 3.3 平衡截断降阶原理35-38
• 3.3.1 最小系统及其实现36
• 3.3.2 平衡系统及其实现36-37
• 3.3.3 平衡截断降阶方法37-38
• 3.4 Laguerre-SVD 降阶原理38-41
• 3.4.1 传递函数的 Laguerre 多项式正交分解38-39
• 3.4.2 基于 Laguerre-SVD 算法的模型降阶39-41
• 第四章 输送带系统模型降阶41-62
• 4.1 原始模型速度、加速度曲线41-44
• 4.2 降阶模型阶次的确定44-53
• 4.2.1 时域速度输出曲线选择降阶阶次44-46
• 4.2.2 频域 Bode 图选择降阶阶次46-52
• 4.2.3 系统误差比较52-53
• 4.3 Leguerre-SVD 算法降阶实验53-62
• 4.3.1 时域内速度、加速度输出分析53-57
• 4.3.2 速度、加速度 Bode 图分析57-62
• 第五章 模型降阶效果的改进62-73
• 5.1 线性系统的校正62
• 5.2 改善零点的模型降阶62-73
• 5.2.1 改善零点后速度、加速度 Bode 图分析62-68
• 5.2.2 改善零点后速度、加速度输出曲线分析68-73
• 第六章 总结73-75
• 6.1 本课题工作总结73-74
• 6.2 后续工作建议74-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文79-80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭立国;;影响输送带使用寿命的原因及解决方法[J];民营科技;2008年04期

2 王梅生,许长山;输送带纵向撕裂的预防和检测[J];起重运输机械;1989年07期

3 王岗;;带式输送机的可控传动装置的研究现状[J];中国新技术新产品;2010年10期

4 尹雪峰;;散装物料运输机设计方案及选择[J];职业;2011年03期

5 李柏纯,王洪礼;耀县水泥厂长距离带式输送机[J];起重运输机械;1991年08期

6 张来祥;薛永杰;;输送带的过渡设计研究[J];港航论坛;2005年01期

7 李剑锋;;中间线摩擦驱动在双向运输带式输送机中的应用[J];煤矿机械;2006年01期

8 陈艳;薛河;;带式输送机输送带跑偏时的速度分析[J];起重运输机械;2010年06期

9 王鹰,孟文俊,王学民,黄霞云,翟丙元;带式输送机前倾托辊的探讨[J];起重运输机械;2005年09期

10 侯友夫;输送带的自动控制液压张紧装置[J];起重运输机械;1993年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 廖育恒;;远距离带式输送机安装试车与调偏技术探讨[A];第七次煤炭科学技术大会文集（下册）[C];2011年

2 徐春玲;胡守忠;时逢雷;付宏伟;;带式输送机常见故障分析与防护改进[A];2011年全国冶金安全环保学术交流会论文集[C];2011年

3 高峰;;调速型液力耦合器与变频调速装置在矿用带式输送机驱动系统中的选用[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年

4 陈珏;;带式输送机标准化工作30年回顾与展望[A];中国煤矿综采机械化发展30周年学术研讨论文专集[C];2000年

5 韩岿;;长运距带式输送机软启动装置的分析与比较[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年

6 李刚;肖丽君;;港口长距离大运量带式输送机驱动方式探讨[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年

7 孙志勇;;TD75型带式输送机的工程设计实例[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年

8 孟文俊;王鹰;;连续输送机械及其系统的现状和未来展望[A];物流工程三十年技术创新发展之道[C];2010年

9 吴明龙;;煤矿井下用带式输送机技术发展方向[A];中国煤矿综采机械化发展30周年学术研讨论文专集[C];2000年

10 陈珏;;ISO9000标准与带式输送机设计[A];第六届全国采矿学术会议论文集[C];1999年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 ;巴黎地铁输送带最快[N];中国交通报;2000年

2 田静;带式输送机技术创出品牌[N];中国矿业报;2004年

3 张志成;带式输送机起运过程的分析[N];科学导报;2005年

4 郑永祥;银河集团和固特异“联姻”输送带[N];中国化工报;2007年

5 ;宝通带业争创输送带行业中国名牌[N];中国工业报;2006年

6 本报记者 郭俐君;一次集体的理性思考：品牌如何为输送带发展提速[N];中国工业报;2005年

7 山西焦煤集团有限公司官地矿 范惠平 王文科;带式输送机起动运行中存在问题及解决办法[N];山西科技报;2002年

8 张墩;青岛橡六金属网芯输送带获国家专利[N];中国冶金报;2008年

9 李向文;西班牙爱西贝特公司落户玉溪[N];玉溪日报;2008年

10 北京雨润华科技开发有限公司董事长 孙明昭;矿山带式输送机托辊节能降耗的研发与实践[N];中国建材报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 贺天才;寺河矿东大巷带式输送机动力学分析及最优控制研究[D];中国矿业大学（北京）;2009年

2 胡坤;带式输送机绿色设计关键技术与应用研究[D];安徽理工大学;2012年

3 朴香兰;长距离平面转变带式输送机关键设计技术研究[D];吉林大学;2010年

4 王繁生;带式输送机柔性多体动力学分析方法研究[D];中国矿业大学;2010年

5 侯友夫;带式输送机动态特性及控制策略研究[D];中国矿业大学;2001年

6 但斌;制造系统中带送物料流的动态计量技术和系统研究[D];重庆大学;1997年

7 董大仟;大型带式输送机动态特性研究及其应用[D];华北电力大学（北京）;2008年

8 韩正晟;高速小麦收割机的试验研究[D];甘肃农业大学;2006年

9 赵红泽;近水平转倾斜煤层露天开采关键技术研究与应用[D];中国矿业大学(北京);2012年

10 刘宪伟;面向绿色开采的低粘度介质润滑理论及应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 敖翔;带式输送机系统模型的分析与降阶[D];合肥工业大学;2013年

2 乔燕雄;带式输送机起、制动阶段的动态特性研究[D];华北电力大学（北京）;2010年

3 李轲;带式输送机起动和停机动力学解析计算方法的研究[D];东北大学;2010年

4 程良燕;带式输送机动态特性分析及软启动策略研究[D];合肥工业大学;2010年

5 王（斌全）（斌全）;带式输送机启动控制策略的研究[D];合肥工业大学;2013年

6 徐昆鹏;带式输送机变频调速驱动系统的研究[D];南京理工大学;2012年

7 朱文祥;带式输送机张力控制系统的鲁棒控制器研究[D];合肥工业大学;2013年

8 刘伟国;带式输送机阻尼板防滑应用性的研究[D];太原理工大学;2013年

9 李峰;带式输送机起动特性对输送带张力影响的研究[D];太原理工大学;2011年

10 林佐轮;基于磁悬浮技术的带式输送机虚拟样机设计研究[D];武汉理工大学;2012年

，

本文编号：1108247