基于计算机仿真的带式输送机动态特性预测和控制

描述了带式输送机动力学现象，用有限元方法建立了带式输送机系统的运动微分方程。用仿真方法分析了带式输送机的动态特性，并与实测结果进行了比较。预测了紧急停车和起动过程中突然停电等工况下带式输送机的动态特性，并通过选择飞轮质量来达到控制和优化其性能的目的。     

负载特性对输送带动态特性的影响

针对带式输送机传统的静态设计方法，不能满足大运量、长距离和高带速输送机的使用要求。通过分析在输送机启动过程中，不同负载对输送带动态特性的影响，为带式输送机的动态设计提供理论依据。利用AMESim建模软件，建立了带式输送机启动过程的动力学模型，并对带式输送机在空载、变负载和满载工况下对输送带动态特性的影响进行了仿真。结果表明，在输送机启动过程中，负载特性影响输送带动张力大小、应力波传播的速度以及持续的时间。     

带式输送机液压软制动系统的改造及应用

为进一步提升带式输送机运行的可靠性和运输效率,提出了采用液压软制动系统替代传统制动系统的思路,根据下运式带式输送机的工况特点提出液压软制动系统的设计要求和液压原理,基于AMESim软件建立仿真模型对其制动动态性能进行仿真分析,通过在实验室构建试验平台,对液压软制动系统在设备断电突发工况下的制动性能进行验证。     

带式输送机起动与加载过程建模仿真

带式输送机启动和加载过程受力变化剧烈,产生过大拉应力会对输送带使用寿命造成影响,因此需要研究加载和起动过程的动力学特性。基于此,以输送带的粘弹性力学模型为基础,建立综合考虑输送带运行阻力、相对垂度、初始张力共同影响下的起动过程动力学模型,并以此为依托,建立持续加载过程中的基于载荷变化的时变系统动力学模型,研究带式输送机在实际运行过程中输送带上各段速度、加速度、动张力变化情况。最后,应用Simulink软件搭建动力学模型并结合NI CompactRIO-9038嵌入式系统做实时仿真,通过对比分析仿真结果与实际工况,验证了实时仿真与模型仿真结果的一致性。本文建立的模型为分析带式输送机起动和加载过程中的动力学特性提供了依据,建立的实时仿真模型为带式输送机控制策略开发提供了实时验证平台。     

基于AMEsim的带式输送机动态仿真

对带式输送机的动力学模型进行了分析研究,利用AMEsim软件建立了输送机仿真模型,并进行了工程实例仿真,得出带式输送机满载起动更为适合的加速度曲线,以及张力、速度和位移的2D、3D曲线,为输送机的动力学分析提供一种较直观、有效的方法。     

带式输送机变载荷起动动力学仿真研究

针对带式输送机动态设计问题,采用连续体模型建立其动力学方程,在此基础上用Manab软件对输送机变载荷起动动态特性进行仿真.通过分析得出了变载荷起动胶带的动张力波动情况比空载和满载时的要复杂得多,验证了变载分析的必要性.     

长距离带式输送机的建模与观测器设计

带式输送机的传统静态设计方法无法保证系统的稳定运行,也造成设备的浪费。采用动态设计法建立了带式输送机简易的有限元动力学模型,并采用全维观测器观测出了带式输送机起动过程中各段的速度情况和张力变化情况。通过对带式输送机的速度曲线和张力变化曲线的Matlab仿真,其结果符合预期要求,为研究和设计带式输送机的稳定运行奠定了基础。     

基于AMEsim的带式输送机制动过程的动态分析

随着带式输送机向长距离、高速度、大运量以及大功率方向地发展,其动态特性尤其是制动过程中的动态特性正在日益凸显出来。为了更好地研究带式输送机的动态特性,本文在分析和研究输送带粘弹性特性的基础上,建立了带式输送机的动力学模型并构建了其纵向振动动力学方程。运用AMEsim仿真软件参考实际工况搭建了带式输送机的仿真模型并对带式输送机制动过程中的运动学特性作了研究,对比分析了不同条件下带式输送机的加速度特性,为带式输送机的优化设计提供了理论基础。     

带式输送机起动过程的动力学分析

大型带式输送机的起，制动过程动力学问题是其动态设计的首要问题。本文首先对带式输送机系统的动力学模型进行了简化，确定了初始条件和边界条件，将边界条件进行了齐次化，用固有函数法给出了输送带任意位置位移的解。     

液压软制动系统在下运式带式输送机中的应用

为了探究下运式带式输送机在不同运行工况下的制动策略，提出了液压软制动系统，通过建立数学模型对其进行分析研究，采用液压软制动作为突发断电和紧急停车的安全制动方式，解决特殊工况下的安全问题。借助Simulink和AMESim两款仿真软件对各工况下的制动过程进行了仿真研究，结合下运式带式输送机的运行特性搭建了模拟运行试验台，对所设计的制动系统进行了试验研究。结果表明：“四象限变频回馈制动+液压软制动” 的电液复合制动能够实现带式输送机在正常供电工况下的安全停车，且液压软制动系统在突发断电和紧急停车过程中有良好的制动效果，为下运式带式输送机的制动特性研究提供了借鉴。     

AMESim在带式输送机停机过程设计中的应用

利用AMESim软件建立带式输送机仿真模型,通过仿真分析带式输送机停机时头部和尾部重要参数在不同工况的变化情况,并利用AMESim仿真软件图形化的开发环境来优化设计参数,有利于提高设计效率。仿真过程和理论结果基本一致,取得良好的效果,说明利用AMESim仿真能为输送机制动过程的分析和控制以及输送机系统的优化设计提供一种新的分析手段和设计方法。     

输送带刚度与阻尼对带式输送机动态特性的影响

运用ADAMS软件建立了带式输送机虚拟样机模型,通过对动态特性仿真,分析了输送带刚度、阻尼系数对启动过程的影响。随着刚度的降低,输送带带速的浪涌现象变得越来越严重;随着阻尼系数的增加,输送带消减振动的能力增大,使得振动曲线的峰值逐渐减小,阻尼系数起到了消弱振动强度的效果,为带式输送机动态特性分析和研究提供一种新的依据。     

Model predictive control based on reduced order models applied to belt conveyor system

In the paper, a model predictive controller based on reduced order model is proposed to control belt conveyor system, which is an electro-mechanics complex system with long visco-elastic body. Firstly, in order to design low-degree controller, the balanced truncation method is used for belt conveyor model reduction. Secondly, MPC algorithm based on reduced order model for belt conveyor system is presented. Because of the error bound between the full-order model and reduced order model, two Kalman state estimators are applied in the control scheme to achieve better system performance. Finally, the simulation experiments are shown that balanced truncation method can significantly reduce the model order with high-accuracy and model predictive control based on reduced-model performs well in controlling the belt conveyor system.     

大型下运带式输送机的设计

研究了基于CEMA标准的变坡下运带式输送机的分析理论和设计方法,对大型变坡下运带式输送机的各种驱动布置方式及其不同工况下的输送带张力的计算流程进行了分析讨论。算例分析表明,采用CEMA标准进行大型变坡下运带式输送机的设计,在确保安全的前提下具有显著的经济性。     

带式输送机纠偏装置液压伺服系统仿真设计

设计了动态监测系统,实时采集、处理带式输送机输送带的跑偏信号,发出指令实施纠偏或报警停机。带式输送机纠偏装置(BCCD)收到纠偏指令后,通过调节带式输送机尾部滚筒的轴线实现纠偏。纠偏液压伺服系统精度的高低、频率特性的好坏,将直接关系到纠偏系统的精度。本文设计带式输送机纠偏装置液压伺服系统数学模型,对系统稳定性和设计方案进行仿真研究,为系统设计提供了理论依据。     

基于几何非线性大型带式输送机动力学仿真

用离散单元模型建立了基于胶带悬垂度的带式输送机非线性运动微分方程，推导了胶带等效刚度表达式，分析其非线性特性及对运动微分方程的影响。提出并建立了三台电动机和液力偶合器组成的驱动系统的数学模型，并据此设计动态仿真软件BDS。对一条带式输送机的动态性能进行了数值计算，其结果与国外软件计算结果进行比较，发现两者比较接近；对离散单元模型和连续介质模型等三个模型之间的张力波波动速度进行比较，结果十分吻合。最后分析了数值解和步长之间的关系。     

全永磁驱动带式输送机控制策略及动力学行为

针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明：全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。     

带式输送机液压张紧装置控制策略的研究

张紧装置是带式输送机安全稳定运行的关键设备,由于带式输送机系统的非线性和运行的大滞后性,本文设计一种滑模模糊控制的液压自动张紧系统,在滑模控制切换面的设计中采用模糊逻辑的内插性能,给出了液压系统的原理图,应用matlab对带式输送机的张紧力进行分析,仿真结果表明基于滑模模糊控制的液压张紧装置响应迅速,控制效果好。