發(fā)布時間：2021-02-04 10:10

　　帶式輸送機(jī)是散狀材料的核心運(yùn)輸裝備,在諸多工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,具有運(yùn)料種類廣、運(yùn)輸量大、運(yùn)輸效率高、造價低等特點(diǎn)。隨著我國工業(yè)的發(fā)展,長距離、高帶速、大運(yùn)量的高性能大型帶式輸送機(jī)的應(yīng)用數(shù)量日益提升。為了滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)母咝枨?許多大型帶式輸送機(jī)采用兩端驅(qū)動。帶式輸送機(jī)在運(yùn)行過程中,兩端驅(qū)動電機(jī)之間存在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩不同步現(xiàn)象,這可能損害帶式輸送機(jī)的組成部件,減少其使用壽命,甚至?xí)斐砂踩鹿�。各�?qū)動電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制是帶式輸送機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。因此,研究兩端驅(qū)動帶式輸送機(jī)的協(xié)調(diào)控制方法具有重要的理論意義和實(shí)際價值。本文主要工作歸納如下:1.建立兩端驅(qū)動帶式輸送機(jī)的數(shù)學(xué)模型。首先,利用Kevin-Voigt等效模型描述輸送帶的粘彈性,通過有限元分析法建立整體輸送帶的動力學(xué)模型;然后,使用剛度因子和阻尼因子刻畫兩端驅(qū)動電機(jī)-減速齒輪箱-聯(lián)軸器之間的運(yùn)動狀態(tài),基于矢量解耦的單臺驅(qū)動電機(jī)模型建立兩端驅(qū)動帶式輸送機(jī)整體數(shù)學(xué)模型;最后,通過仿真驗(yàn)證系統(tǒng)模型的合理性。2.基于所建立的系統(tǒng)模型,以最小化單臺驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速跟蹤誤差、兩端驅(qū)動電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速同步誤差和q軸電流（轉(zhuǎn)矩）同步誤差為控制目標(biāo),... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

單臺永磁同步驅(qū)動電機(jī)雙閉環(huán)矢量控制結(jié)構(gòu)圖

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文12分析法[64]。牛頓分析法忽略了輸送帶粘彈性，不能描述其完整的動態(tài)特性；波動分析法對輸送帶的邊界條件要求過高，涉及復(fù)雜的邏輯判斷，且偏微分波動方程難以求解；有限元分析法利用離散元的思想，將輸送帶分解為若干微元段，每個微元段都可以反映輸送帶的動態(tài)特性。有限元分析法具有精度高、求解簡單、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工程界被廣泛應(yīng)用，故本文應(yīng)用有限元分析法對輸送帶進(jìn)行建模分析。用有限元分析法將輸送帶分割成有限個微元段，其中輸送帶的承載段和回程段一共被分為n段，張緊裝置同樣被等效成一個微元段，每個微元段用Kevin-Voigt模型來描述輸送帶的粘彈特性。同時，每個微元段的輸送帶、托輥、物料的總質(zhì)量用一個等效質(zhì)量元件表示，因此輸送帶的動力學(xué)模型就由一系列的理想彈性元件、理想粘性元件和等效質(zhì)量元件組成，如圖2-6所示：圖2-6輸送帶的有限元模型Figure2-6Thefiniteelementmodelofconveyorbelts將長度為L的輸送帶共分為n段，承載段上分支標(biāo)號為1,2,3,...,j1,j；回程段下分支標(biāo)號為j1,j2,...,n1,n；拉緊裝置的編號為t。根據(jù)牛頓第二運(yùn)動定律，第1個微元段可以描述為[65]：11211121211121211dndnFJmsksskssrcsscssff(2-16)第2個到第j個微元段可以描述為：111111,2,,iiiiiiiiiiiiiiimskssksscsscssfij(2-17)第j1個微元段可以描述為：

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文14段托輥質(zhì)量；R2m為單位長度回程段托輥質(zhì)量；iL為第i個微元段長度；為動摩擦因數(shù)；sgn為符號函數(shù)。2.2.2雙電機(jī)兩端驅(qū)動齒輪軸傳動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型本文研究如圖2-7所示的雙電機(jī)兩端驅(qū)動帶式輸送機(jī)，兩臺驅(qū)動電機(jī)分別位于帶式輸送機(jī)的兩端，驅(qū)動電機(jī)通過減速箱、傳動軸、聯(lián)軸器連接驅(qū)動滾筒，滾筒通過摩擦力帶動輸送帶運(yùn)行。通常減速箱可以簡化為大小齒輪組[66]，它與傳動軸、驅(qū)動滾筒構(gòu)成了齒輪軸傳動系統(tǒng)。在模型中使用剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)來表征減速齒輪箱中大小齒輪的接觸點(diǎn)；使用扭轉(zhuǎn)剛度系數(shù)和扭轉(zhuǎn)阻尼系數(shù)來模擬減速齒輪箱和驅(qū)動滾筒之間聯(lián)軸器的運(yùn)動狀態(tài)[67]。圖2-7兩端驅(qū)動帶式輸送機(jī)齒輪軸傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Figure2-7Structurediagramofthegearshafttransmissionsystemofboth-enddrivenbeltconveyors通常驅(qū)動電機(jī)與減速齒輪箱之間的傳動軸長度較短，傳動軸上動態(tài)連接特性可以忽略，可將驅(qū)動電機(jī)與其相連減速箱中的小齒輪看成整體[68]，如圖2-7所示。當(dāng)忽略齒輪間隙的情況下，有1122mpmp(2-25)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于RCP開發(fā)的PMSM驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)[J]. 何少佳,張奎慶,孫天夫,潘家棟,楊日陽.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2020(02)
[2]多點(diǎn)驅(qū)動帶式輸送機(jī)功率平衡機(jī)制研究[J]. 周保平,祖海軍,孫占成,顧根龍.  煤礦機(jī)械. 2020(01)
[3]煤礦帶式輸送機(jī)變頻驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 鄭海峰.  機(jī)電工程技術(shù). 2019(11)
[4]基于快速原型控制器的過程控制實(shí)驗(yàn)平臺[J]. 代偉,張政煊,夏振興,常俊林.  實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2019(11)
[5]柔性聯(lián)接雙電機(jī)系統(tǒng)的滑模協(xié)調(diào)控制[J]. 孟凡儀,王眾,黃新利,楊春雨.  中國科技論文. 2019(11)
[6]基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速控制[J]. 霍召晗,許鳴珠.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2019(11)
[7]帶式輸送機(jī)多電機(jī)功率平衡系統(tǒng)研究方向及發(fā)展趨勢[J]. 孫蕾.  內(nèi)燃機(jī)與配件. 2019(18)
[8]雙電機(jī)同步交叉耦合PID控制器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 劉大偉,高欽和,陳志翔,牛海龍.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2019(09)
[9]模型預(yù)測控制在永磁同步電機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展綜述[J]. 常勇,包廣清,楊梅,楊巧玲.  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2019(08)
[10]基于RCP的嵌入式快速開發(fā)及半實(shí)物仿真技術(shù)[J]. 黃雨可,徐軍,虞江航.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2019(06)

博士論文
[1]帶式輸送機(jī)縱向振動特性研究[D]. 龐曉旭.太原理工大學(xué) 2015
[2]礦井煤流輸送系統(tǒng)優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王中華.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[3]高性能永磁同步電機(jī)控制方法的研究[D]. 張文娟.湖南大學(xué) 2014
[4]奇異攝動系統(tǒng)的魯棒控制[D]. 梅平.南京理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]長距離帶式輸送機(jī)多點(diǎn)驅(qū)動協(xié)同控制研究[D]. 高潤東.太原理工大學(xué) 2019
[2]耦合雙永磁同步電機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化協(xié)調(diào)控制[D]. 孟凡儀.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[3]帶式輸送機(jī)動態(tài)特性仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉點(diǎn)點(diǎn).太原理工大學(xué) 2018
[4]膠帶機(jī)多機(jī)平衡控制研究[D]. 萬茸.西安科技大學(xué) 2017
[5]多機(jī)雙端驅(qū)動帶式輸送機(jī)的功率平衡策略及應(yīng)用研究[D]. 張康.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[6]多電機(jī)系統(tǒng)協(xié)同控制研究[D]. 高德超.濟(jì)南大學(xué) 2015
[7]帶式輸送機(jī)動態(tài)特性研究[D]. 蔡曉東.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2014
[8]長距離帶式輸送機(jī)多電機(jī)驅(qū)動功率平衡的研究[D]. 王廣闊.合肥工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3018140