采煤机滚筒调高系统建模及仿真

为提高采煤机滚筒调高系统的动态特性及跟踪可靠性,通过分析滚筒调高系统工作原理及液压机构几何参数对应关系,建立了滚筒高度与液压缸行程数学模型;结合模糊自适应PID控制器,在Automation Studio软件环境下建立了电液比例换向阀控液压缸开环和闭环控制滚筒调高系统仿真模型,研究了空载和负载情况下系统的速度响应及位置跟踪特性,结果表明提出的滚筒调高系统响应速度快,对滚筒位置跟踪的吻合度较好,且闭环控制滚筒调高系统优于开环控制滚筒调高系统。     

变频驱动液压绞车系统动态特性研究

利用AMESim构建了闭环控制的变频驱动液压绞车系统的仿真模型,利用模型对液压绞车系统在不同负载突变情况下的动态特性进行了仿真分析。分析结果表明,变频驱动液压绞车系统可以实现对滚筒转速的精确控制,在空载和带载启动过程中,滚筒提升速度经短时波动后均可达到目标转速,且2种情况下滚筒实际位移与目标位移的最终偏差不超过0.1m;在带载启动下,变频驱动液压绞车系统对于速度的阶跃及正弦变化具有良好的响应及跟踪特性,绞车的滚筒转速对负载的变化不敏感,且其带载速度稳定性较好。     

滚筒式采煤机调高机构机液联合仿真研究

为精确验证滚筒式采煤机调高机构工作可靠性与稳定性,利用ADAMS/Hydraulics插件建立了调高机构液压系统模型,并将其与机械系统模型进行耦合,实现了调高机构的机液联合仿真。根据实际工况,用Matlab模拟了最恶劣工况下滚筒所受的瞬时负载,在ADAMS中以Akima拟合的spline函数的形式将其施加给滚筒。结合实际项目,对滚筒调高至工作面顶部并进行截割这一过程进行仿真,对仿真所得的滚筒所受台力和合力矩曲线、液压缸受力曲线、液压缸长度和速度曲线、无杆腔压力及流量曲线进行分析,结果表明此调高机构具有一定的稳定性和可靠性,此方法能够为今后采煤机调高机构的设计与优化提供借鉴。     

复杂煤层条件下采煤机破煤过程的可靠性研究

以有限元理论与刚柔耦合多体动力学为基础,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了复杂煤层条件下螺旋滚筒的煤岩耦合模型,得到了不同工况下螺旋滚筒受到的冲击载荷以及煤岩的塑性变形分布规律;并找出了截齿在工作过程中的应力分布规律。基于LS-DYNA提取的滚筒载荷文本,通过ADAMS软件对采煤机整机刚柔耦合虚拟样机模型进行动力学仿真分析,发现了采煤机壳体与行星架的应力分布。结合神经网络技术,以不同工况下采煤机关键零件的等效应力值作为神经网络训练样本,获得在关键零件应力值最小时的采煤机牵引速度的最优值。分析结果为采煤机螺旋滚筒的结构设计及其截割性能的提高提供了重要参考。     

斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩仿真分析

为研究斜切工况下采煤机滚筒的运动规律及受力特性,利用ADAMS建立了斜切工况下采煤机虚拟样机模型,通过运动仿真得到了斜切工况下采煤机滚筒运动曲线,并以该曲线作为滚筒运动边界条件;采用LS-DYNA对斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩进行了模拟仿真,得到了斜切工况下滚筒受力特性。仿真结果表明:斜切工况下滚筒的截割阻力和牵引阻力逐步增大并最终趋于稳定,且截割阻力约为牵引阻力的2倍;滚筒轴向力呈先增大后减小趋势,最大轴向力出现在滚筒轴向位移达到最大时,且滚筒轴向力与轴向位移密切相关;滚筒力矩主要由截割阻力和轴向力产生,且力矩大小变化趋势与产生力矩的作用力的变化趋势一致。     

竖炉焙烧过程运行优化控制系统的开发及实验研究

为解决具有综合复杂动态特性的竖炉焙烧(shaft furnace roasting,SFR)过程运行优化控制问题,基于研制的流程工业一体化运行控制平台,开发了具有可伸缩、可扩展、可复用以及模块化、组态化特点的SFR过程运行优化控制(operational optimization control,OOC)系统.该系统支持MATLAB、动态链接库等多种算法实现方式,并采用非编译融合算法方式实现算法与系统功能模块的解耦.基于开发的OOC系统,建立了具有运行控制层、过程控制层以及虚拟对象层的半实物仿真实验平台,开展了相应的仿真实验研究.结果表明OOC系统在正常工况和局部故障工况下均能取得满意的控制性能.     

基于XNA的采煤机3DVR远程监控系统研究

在采煤机的远程监控过程中,为了真实再现采煤机的工作状态,使远程操作人员对采煤机进行可靠控制,基于三维虚拟现实(3DVR)技术,在XNA平台上开发了采煤机3DVR平台。介绍了系统的总体结构,研究了虚拟机的几何建模和运动学建模以及基于XNA的程序开发框架,并以采煤机沿工作面方向位置的真实再现为例分析了虚拟机的数据驱动技术,提出构建虚拟控制面板进行远程控制。西安煤矿机械厂的试验表明:3DVR平台成功地实现了可视化的采煤机远程控制,有助于提高煤矿开采的安全和可靠性。     

JOY 12CM15型连续采煤机电控系统国产化改造中的电气保护的设计与研究

为满足矿井的安全生产需要,根据JOY 12CM15型连续采煤机的工作原理和运行方式,结合实际的生产环境、人员操作等因素,对该型连续采煤机电控系统国产化改造中的电气保护进行了系统设计研究,以期实现连续采煤机在煤矿井下作业过程中的安全高效运行。     

电站虚拟仿真系统与SIS数据集成及应用研究

以600MW燃煤机组、Foxboro的1／A DCS系统和GE的XDPSDEH系统为研究对象,采用图形化建模和虚拟DCS技术,开发了基于Web平台的电站虚拟仿真系统,并通过虚拟仿真系统与SIS数据集成,建立虚拟仿真系统的初始工况,为全工况运行分析提供起始运算点。介绍了虚拟仿真系统的设计思想、体系结构以及开发过程,阐述了虚拟仿真系统与SIS数据集成的具体过程及应用。     

发电系统动态仿真监控平台研究

为了同步实时获取电力系统动态仿真数据以实现交互式仿真,使用LabVIEW软件及其数据记录和监控模块设计了一套监控平台,并利用MATLAB/Simulink软件进行了验证。构建了三相同步发电机带负载仿真模型,可通过程序控制断路器接入两种负载产生不同工况,支持现场对发电机电气参数进行连续监测,利用过程控制对象连接与嵌入OPC技术将测量值传递到虚拟仪器监控系统中实时显示各监测对象当前值和趋势图,同时实现了数据采集与存储、与模型控制交互等关键功能。实验结果表明,监控平台能正确地监控仿真模型的运行,并执行所设计的各项功能。