刮板输送机负载预测与调速控制研究

发布时间：2023-04-09 20:49

　　随着智能控制技术的发展,结合煤矿井下开采环境,实现工作面“少人”以及“无人化”开采是井下安全、高效生产的关键,同时也是煤矿智能开采的重要发展方向。刮板输送机作为综采工作面的主要运煤设备,承接采煤机开采过程中的落煤,且负载存在非线性、不稳定的特征,容易使刮板输送机因载荷突变而引起故障等问题。本文对刮板输送机电流进行特征幅值信息提取,引入卷积神经网络预测算法对刮板输送机负载进行预测,并以此作为刮板输送机速度控制的依据,利用模糊PID控制完成刮板输送机的速度调节。具体的研究工作如下:(1)针对煤矿井下采运不平衡问题以及智能化的要求,分析刮板输送机的组成原理以及传动系统的特点,制定基于刮板输送机负载预测的调速控制总体方案;对浅层神经网络算法与深层神经网络算法进行分析,选定本文刮板输送机负载预测的算法。(2)通过分析刮板输送机负载与电流之间的映射关系,以减速器齿轮啮合频率的幅值信息作为刮板输送机负载特性的表征;利用煤矿井下采集的电流数据进行去工频等处理,提取负载的特征幅值数据信息,建立负载幅值数据集,为刮板输送机负载预测模型提供数据支持。(3)对卷积神经网络的网络架构以及特点进行分析,结合刮板输...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 刮板输送机负载特性与调速控制研究现状
        1.2.2 齿轮动态性能研究现状
        1.2.3 卷积神经网络研究现状
    1.3 主要研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 基于刮板输送机负载预测的调速控制方案研究
    2.1 刮板输送机结构组成及工作原理
    2.2 基于刮板输送机负载预测的调速控制方案设计
    2.3 刮板输送机负载预测算法选定
    2.4 本章小结
3 刮板输送机负载与电流相关分析及电流数据预处理
    3.1 刮板输送机负载与电流相关分析
        3.1.1 刮板输送机负载波动对电流的影响
        3.1.2 刮板输送机负载转矩与齿轮频率幅值关系
    3.2 电流数据预处理
        3.2.1 电流数据采集
        3.2.2 电流信号的滤波处理
    3.3 负载特征频率幅值处理
        3.3.1 特征频率幅值的提取原理
        3.3.2 特征频率幅值的信号提取
        3.3.3 数据标准化处理
    3.4 本章小结
4 基于卷积神经网络的刮板输送机负载预测研究
    4.1 卷积神经网络理论基础
        4.1.1 卷积神经网络概述
        4.1.2 卷积神经网络基本架构
    4.2 基于卷积神经网络的刮板输送机负载预测
        4.2.1 基于卷积神经网络的负载预测流程
        4.2.2 训练样本输入形式
    4.3 负载预测模型训练与结果分析
        4.3.1 基于卷积神经网络的负载预测模型建立
        4.3.2 负载预测仿真与结果分析
    4.4 本章小结
5 基于负载预测的刮板输送机调速控制研究
    5.1 刮板输送机调速控制系统设计
        5.1.1 刮板输送机调速控制原理
        5.1.2 模糊PID控制器设计
    5.2 粒子群算法优化的模糊PID控制
        5.2.1 粒子群算法
        5.2.2 模糊PID控制参数优化
    5.3 模型建立与仿真对比
        5.3.1 模型建立与仿真
        5.3.2 结果对比与分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3787711