煤礦皮帶機(jī)直驅(qū)伺服控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、煤礦皮帶機(jī)在井下運(yùn)輸系統(tǒng)中占據(jù)十分重要的地位，它的安全可靠運(yùn)行，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效益和人員的生命安全。本文分析了現(xiàn)有的煤礦皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，打破了傳統(tǒng)的異步電動(dòng)機(jī)帶減速機(jī)配合滾筒的結(jié)構(gòu)局限性，設(shè)計(jì)了一種利用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)煤礦帶式輸送機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)方式，從而實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能的機(jī)電一體化零傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。通過對(duì)該電機(jī)控制策略的研究與分析，本文決定采用矢量與無模型自適應(yīng)控制相結(jié)合的方案，其工作主要如下：
　　首先介紹了國內(nèi)外外轉(zhuǎn)子永

2、磁同步電機(jī)的發(fā)展趨勢及其在煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)上的應(yīng)用情況，并對(duì)電機(jī)本體進(jìn)行基本介紹。根據(jù)該外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，給出了PWM矢量控制策略。其次，根據(jù)礦井皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)和要求，提出一個(gè)理想的'S'型啟動(dòng)曲線，并設(shè)計(jì)出無模型自適應(yīng)調(diào)速控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器。通過調(diào)節(jié)輸入輸出參數(shù)使得電機(jī)達(dá)到最佳啟動(dòng)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)無模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制。其免去了對(duì)被控系統(tǒng)建模的繁重工作，也抑制了由于負(fù)載隨機(jī)變化所帶來的擾動(dòng)。為了提高偽

3、偏導(dǎo)數(shù)的利用率，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，本文將其與滑?？刂葡嘟Y(jié)合，改進(jìn)后的算法在電機(jī)驅(qū)動(dòng)中獲得了較好的調(diào)速性能。最后，設(shè)計(jì)了一套采用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)作為皮帶機(jī)輸送機(jī)直驅(qū)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，并給出該系統(tǒng)的相關(guān)硬件電路圖設(shè)計(jì)、軟件控制流程和各主要元器件的選型。
　　為了驗(yàn)證改進(jìn)控制算法的可行性以及無模型自適應(yīng)控制在該電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制中的調(diào)速性能，對(duì)其在/MATLAB SIMULINK仿真軟件平臺(tái)上進(jìn)行建模與仿真分析，并與傳統(tǒng)的PID速度調(diào)節(jié)器進(jìn)