本文關鍵詞：帶式輸送機系統(tǒng)模型的分析與降階

  更多相關文章： 帶式輸送機 Voigt模型 模型降階 Laguerre降階方法 零點優(yōu)化

【摘要】：在現(xiàn)代物料輸送行業(yè)中，從輸送量、運輸成本、運輸距離、地形限制等方面來衡量，帶式輸送系統(tǒng)在中短途運輸中具有優(yōu)越的性能，隨著帶式輸送技術的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，長距離、高帶速、大功率的帶式輸送系統(tǒng)成為物料輸送系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。目前對帶式輸送機進行研究而建立的動力學模型階次比較高，而高階模型的研究分析及相應控制器的設計是相對困難的。為簡化模型規(guī)模和復雜程度以方便后續(xù)的控制研究工作，有必要對帶式輸送機進行降階處理。 本文收集了散裝物料帶式輸送機的相關參數(shù)資料，并對輸送帶運行狀態(tài)和物理特性及動力學特性做了系統(tǒng)的分析，采取Voigt模型作為輸送帶的基本單元模型，并將輸送帶分解成承載段和回程段各20小段進行分析，建立了分別以速度和加速度為輸出變量的狀態(tài)空間方程，構造了80階的原始高階模型。 本文在目前主要的降階方法基礎上，結合矩陣奇異值分解降階理論，平衡截斷降階理論和Laguerre降階理論對原始模型進行了降階，通過降階前后輸送帶各處的速度輸出曲線、系統(tǒng)傳遞函數(shù)頻率特性曲線及其誤差H2范數(shù)的比較，本文將原模型降到14階。 本文通過Matlab仿真實驗，對輸送帶降階前后模型的速度和加速度輸出曲線進行了比較，并對系統(tǒng)傳遞函數(shù)的頻域幅值特性曲線進行了對比分析。對頻域高頻段降階效果不完善的情況，采取了優(yōu)化系統(tǒng)傳遞函數(shù)零點的方法改善了整體降階效果，達到了模型降階的目的。
【關鍵詞】：帶式輸送機 Voigt模型 模型降階 Laguerre降階方法 零點優(yōu)化
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH222
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 帶式輸送機系統(tǒng)研究的目的和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外帶式輸送機相關研究成果14-17
• 1.3 系統(tǒng)模型降階方法的簡述和研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文主要工作19-21
• 第二章 帶式輸送機系統(tǒng)模型21-32
• 2.1 帶式輸送機輸送帶的物理特性和動力特性21-23
• 2.2 帶式輸送機模型的建立23-29
• 2.2.1 輸送帶小單元模型的建立23-26
• 2.2.2 輸送帶整體模型的建立26-29
• 2.3 帶式輸送機系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程29-32
• 2.3.1 以速度為輸出變量的狀態(tài)空間方程29-30
• 2.3.2 以加速度為輸出變量的狀態(tài)空間方程30-32
• 第三章 模型降階方法的研究32-41
• 3.1 系統(tǒng)模型降階的數(shù)學基礎32-35
• 3.1.1 傳遞函數(shù)的矩匹配原理32-33
• 3.1.2 Krylov 子空間矩匹配原理33-35
• 3.2 矩陣 SVD 分解降階方法35
• 3.3 平衡截斷降階原理35-38
• 3.3.1 最小系統(tǒng)及其實現(xiàn)36
• 3.3.2 平衡系統(tǒng)及其實現(xiàn)36-37
• 3.3.3 平衡截斷降階方法37-38
• 3.4 Laguerre-SVD 降階原理38-41
• 3.4.1 傳遞函數(shù)的 Laguerre 多項式正交分解38-39
• 3.4.2 基于 Laguerre-SVD 算法的模型降階39-41
• 第四章 輸送帶系統(tǒng)模型降階41-62
• 4.1 原始模型速度、加速度曲線41-44
• 4.2 降階模型階次的確定44-53
• 4.2.1 時域速度輸出曲線選擇降階階次44-46
• 4.2.2 頻域 Bode 圖選擇降階階次46-52
• 4.2.3 系統(tǒng)誤差比較52-53
• 4.3 Leguerre-SVD 算法降階實驗53-62
• 4.3.1 時域內(nèi)速度、加速度輸出分析53-57
• 4.3.2 速度、加速度 Bode 圖分析57-62
• 第五章 模型降階效果的改進62-73
• 5.1 線性系統(tǒng)的校正62
• 5.2 改善零點的模型降階62-73
• 5.2.1 改善零點后速度、加速度 Bode 圖分析62-68
• 5.2.2 改善零點后速度、加速度輸出曲線分析68-73
• 第六章 總結73-75
• 6.1 本課題工作總結73-74
• 6.2 后續(xù)工作建議74-75
• 參考文獻75-79
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文79-80

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