帶式輸送機(jī)系統(tǒng)建模及降階研究.pdf

1、帶式輸送機(jī)作為連續(xù)輸送設(shè)備廣泛用于礦山、港口、碼頭、電廠、冶金、化工、建材、糧庫(kù)等工農(nóng)業(yè)。近年來(lái),隨著帶式輸送機(jī)系統(tǒng)向著長(zhǎng)距離、高帶速方向的發(fā)展,原有的帶式輸送機(jī)靜態(tài)設(shè)計(jì)和選型已經(jīng)不滿足長(zhǎng)距離、高帶速的輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
　　 隨著運(yùn)輸距離的不斷增加,采用有限元法建立的帶式輸送系統(tǒng)模型的階次也不斷升高,計(jì)算時(shí)間隨著階次的增加成倍增長(zhǎng),給實(shí)時(shí)控制以及控制器的設(shè)計(jì)都帶來(lái)了極大的困難。
　　 針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)題,本文做了以下的

2、工作:
　　 基于有限元方法建立了帶式輸送機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。該模型綜合考慮了輸送帶的粘彈性,通過(guò)分析幾種粘彈性模型及其動(dòng)力學(xué)特性,確立了Voigt模型作為輸送帶微元段的力學(xué)模型,基于有限元的思想,將微元段模型有序的組合起來(lái),形成了整個(gè)輸送機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)易動(dòng)力學(xué)模型。
　　 由有限元方法建立的帶式輸送機(jī)模型,單元數(shù)非常多,對(duì)所有單元段進(jìn)行降階結(jié)果的比較和評(píng)價(jià)的工作量大,本文對(duì)各單元段進(jìn)行頻域分析后,從頻率特性相似的幾個(gè)單元段中

3、選取一段作為代表段,后文只對(duì)這些代表段進(jìn)行降階結(jié)果的分析比較,減小了研究的工作量。
　　 對(duì)一個(gè)確定參數(shù)的40階輸送機(jī)系統(tǒng)模型,分別采用了平衡截?cái)喾?、基于系?shù)矩陣的實(shí)Schur分解法、最優(yōu)Hankel范數(shù)逼近法和基于Groebner基計(jì)算的降階法進(jìn)行了降階,得到四個(gè)代表段的對(duì)數(shù)頻率特性曲線對(duì)比圖、階躍響應(yīng)曲線對(duì)比圖和降階前后系統(tǒng)對(duì)應(yīng)單元段的傳遞函數(shù)差的2-范數(shù)值,從頻域、時(shí)域和范數(shù)上進(jìn)行分析對(duì)比,得到了在最小實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行平衡截