电牵引采煤机滑膜变结构控制.pdf
电牵引采煤机是煤矿开采中的重要设备袁 随着先进控制技 术的应用袁正在被广泛引用袁并产生良好的经济收益咱员原圆暂遥 但是电 牵引采煤机在采煤过程中袁由于煤层变化大袁相当于负载剧烈变 化遥 而且由于设备在使用中袁很多特性也发生了变化袁所以想要 建立准确的设备模型和负载模型都是很困难的遥 而传统的控制 方法对这种不确定不能很好地适应遥文献咱猿暂中采用模糊控制算 法袁但是模糊算法要实现袁需要模糊控制器和模糊规则袁这就需 要有专家来总结归纳模糊控制规则等对系统实现有较高要求 咱源暂遥 传统的 孕陨阅咱缘暂控制器系统实现方便袁不需要大量的专家经验袁 易于实现袁并且有很多成功的案例可供参考袁但是存在设备参数 渐变袁系统负载突变等不能很好解决等问题遥本文针对电牵引采 煤机参数不确定尧非线性等设计了滑膜控制器袁采用 酝粤栽蕴粤月咱远原苑暂 进行系统仿真袁如果负载变化非常剧烈袁只需要设置调节滑膜的 比例参数 运 即可袁就能够很好地控制设备运行达到理想的效果遥 员电牵引采煤机系统组成与控制器设计 员援员 系统组成 电磁调速电牵引采煤机控制系统由给定环节尧 控制器尧陨郧鄄 月栽 模块尧电机系统组成遥 系统的结构框图如图 员 所示院 图 员电牵引采煤机系统结构框图 系统的给定环节为阶跃函数遥 根据文献咱愿暂袁陨郧月栽 模块可以近似为一阶传递函数院 宰杂渊杂冤越 运杂 员垣栽杂杂 其中院运杂为 孕宰酝 装置的放大系数袁栽泽为 孕宰酝 装置的延迟 时间遥 根据电磁调速电动机数据模型推导计算袁 得到电磁调速电 动机结构图袁如图 圆 所示遥 电机的仿真参数如下院 其中院砸 为电磁调速电机的励磁线圈电阻曰蕴 电感曰郧阅圆电 力拖动系统折算到电动机轴上的飞轮惯量遥 运凿越蕴辕砸 运员为电磁转矩对电流的变化率曰运圆为负载转矩的变化量与 转速变化量的比值遥 允越郧阅 圆 辕猿苑缘 整理以上电磁调速电牵引采煤机控制系统的仿真模型袁根 据文献咱愿暂袁整理系统的近似开环传递函数为院 宰渊杂冤越 运杂 员垣栽杂杂 窑 员辕砸 员垣运凿杂 窑运员 允杂 渊员冤 励磁电阻线圈的值是时变的袁 并且励磁电阻的变化对系统 的影响非常大袁但是其界是已知的遥 即院园约砸皂蚤灶臆砸臆砸皂葬曾 员援圆 控制器设计 整理式渊员冤院 宰渊杂冤越 运杂窑 运员窑 员辕砸 栽杂运凿允杂 猿垣渊栽 杂垣运凿冤允杂 圆垣允杂 渊圆冤 我们令 怎 为系统的开环输入袁曾 为系统的输出遥 则式整理 为院 曾 噎 越渊运泽运员员辕砸冤怎原 渊栽泽垣运凿冤 栽泽运凿 曾 咬原员 栽泽运凿 曾 觶 渊猿冤 我们知道电机的等效电阻 砸 在工作当中是不断变化的遥 记曾 噎 越粤怎原月曾 咬原悦曾觶 渊源冤 粤 赞为 粤 的估计粤赞越渊粤 皂蚤灶粤皂葬曾冤 员辕圆 记曾 軌 越曾原曾凿为变元 曾 的跟踪误差袁 电牵引采煤机滑膜变结构控制 何斌熊裕涛渊中通服咨询设计研究院有限公司袁江苏 南京 圆员园园园园冤 杂蚤皂怎造葬贼蚤燥灶 燥枣 杂造蚤凿蚤灶早 云蚤造皂 灾葬则蚤葬遭造藻 杂贼则怎糟贼怎则藻 悦燥灶贼则燥造 杂赠泽贼藻皂 燥枣 耘造藻糟贼则蚤糟 栽则葬糟贼蚤燥灶 杂澡藻葬则藻则 摘要院在矿井中袁采煤机的工作速度直接关系到采煤的效率和工作的安全性遥 电牵引采煤机调速系统中存在非线性尧参 数不确定尧负载变化剧烈等问题袁而研究表明袁滑膜变结构控制器袁可以很好地解决这些问题遥 针对电牵引采煤机参数不确 定尧非线性等设计了滑膜控制器袁采用 酝粤栽蕴粤月 进行系统仿真袁与传统 孕陨阅 控制方法进行比较袁仿真表明该系统具有响应速 度快尧超调小尧跟踪误差小尧抗干扰能力强等优点遥 关键词院电牵引采煤机曰滑膜控制曰调速 粤遭泽贼则葬糟贼押陨灶 贼澡藻 皂蚤灶藻熏贼澡藻 憎燥则噪蚤灶早 泽责藻藻凿 燥枣 糟燥葬造 皂蚤灶蚤灶早 皂葬糟澡蚤灶藻 蚤泽 凿蚤则藻糟贼造赠 则藻造葬贼藻凿 贼燥 贼澡藻 藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠 葬灶凿 泽葬枣藻贼赠 燥枣 糟燥葬造 皂蚤灶蚤灶早援栽澡藻则藻 蚤泽 泽怎糟澡 责则燥遭造藻皂泽 葬泽 灶燥灶造蚤灶藻葬则熏责葬则葬皂藻贼藻则 怎灶糟藻则贼葬蚤灶贼蚤藻泽 葬灶凿 造燥葬凿 糟澡葬灶早藻 凿则葬皂葬贼蚤糟葬造造赠 蚤灶 贼澡藻 泽责藻藻凿 则藻早怎造葬贼蚤燥灶 泽赠泽贼藻皂 燥枣 藻造藻糟贼则蚤糟葬造 贼则葬糟贼蚤燥灶 泽澡藻葬则藻则援杂贼怎凿蚤藻泽 澡葬增藻 泽澡燥憎灶 贼澡葬贼 泽赠灶燥增蚤葬造 增葬则蚤葬遭造藻 泽贼则怎糟贼怎则藻 糟燥灶贼则燥造造藻则熏蚤泽 葬 早燥燥凿 憎葬赠 贼燥 泽燥造增藻 贼澡藻泽藻 责则燥遭造藻皂泽援悦燥皂责葬则藻凿 憎蚤贼澡 贼澡藻 贼则葬凿蚤贼蚤燥灶葬造 孕陨阅 糟燥灶贼则燥造 皂藻贼澡燥凿熏贼澡藻 泽蚤皂怎造葬贼蚤燥灶 泽澡燥憎泽 贼澡葬贼 贼澡藻 泽赠泽贼藻皂 澡葬泽 贼澡藻 葬凿增葬灶贼葬早藻泽 燥枣 枣葬泽贼 则藻泽责燥灶泽藻 泽责藻藻凿熏泽皂葬造造 燥增藻则泽澡燥燥贼熏泽皂葬造造 贼则葬糟噪蚤灶早 藻则则燥则 葬灶凿 泽贼则燥灶早 葬灶贼蚤原蚤灶贼藻则枣藻则藻灶糟藻 葬遭蚤造蚤贼赠援 运藻赠憎燥则凿泽押藻造藻糟贼则蚤糟 贼则葬糟贼蚤燥灶 糟燥葬造 皂蚤灶蚤灶早 皂葬糟澡蚤灶藻熏泽赠灶燥增蚤葬造 糟燥灶贼则燥造熏糟燥灶贼则燥造 燥枣 皂燥贼燥则 泽责藻藻凿 图 圆电磁调速电动机仿真模型 电牵引采煤机滑膜变结构控制124 叶工业控制计算机曳圆园圆园 年第 猿猿 卷第 远 期 取泽越渊曾 咬原曾咬 凿冤垣圆姿曾 軌 窑 垣姿 圆曾 軌 渊缘冤 怎 赞越月曾咬 责垣悦曾 觶 责原圆姿曾 軌 窑 原姿 圆曾 軌 渊远冤 怎越员 粤 赞 咱怎 赞原噪泽蚤早灶渊泽冤暂 渊苑冤 圆仿真研究 采用 酝粤栽蕴粤月辕杂蚤皂怎造蚤噪 平台进行仿真袁对比仿真的 孕陨阅 控制 器采用系统自带的工具箱中的控件袁具体仿真设计参考文献咱缘暂遥 滑膜变结构仿真参数院 运凿越园援员苑 允越园援园远远晕 窑 皂 窑 泽圆 运员越缘园 栽泽越园援园园员苑 运泽越员园 砸越员缘赘 图 猿 以为系统阶跃输入时 孕陨阅 控制器和滑膜控制器速度跟 踪图袁我们可以看到袁滑膜控制器的跟踪效果要比模糊控制器迅 速袁超调也小遥 图 猿系统阶跃输入时 孕陨阅 控制器和滑膜控制器速度跟踪图 图 源 为系统滑膜变结构控制和传统 孕陨阅 控制系统的跟踪误 差遥从图中我们可以很明显地看到滑膜控制的跟踪误差更小袁跟 踪速度更快遥 图 源系统滑膜变结构控制和传统 孕陨阅 控制系统的跟踪误差图 图 缘 中在 缘泽 的时候给系统电机增加了一个阶跃的扰动袁相 当于采煤机在工作时袁负载突变情况的发生遥根据对比我们也可 以看到袁滑膜控制器抗干扰能力更好遥 猿结束语 根据仿真的效果分析袁 滑膜变结构控制可以很好地实现对 电牵引采煤机速度控制遥 与模糊控制比较袁 本文系统响应速度 快袁跟踪误差小袁超调量小遥 参考文献 咱员暂阎俊平援电牵引采煤机的应用技术现状与发展趋势咱允暂援机械管理开 发袁圆园员苑渊员员冤院员猿园原员猿员 咱圆暂杨芸援采煤机现状与发展咱允暂援工矿自动化袁圆园员苑袁源猿渊员冤院圆远原圆愿 咱猿暂王宝军袁李春华袁肖洋援电牵引采煤机模糊控制系统调速特性仿真 咱允暂援煤炭学报袁圆园园苑渊苑冤院员怨原圆员 咱源暂曾光奇袁胡均安袁王东袁等援模糊控制理论与工程应用咱酝暂援武汉院华中 科技大学出版社袁圆园园远院员源原愿缘 咱缘暂项止武袁张福建袁王夺援专家 孕陨阅 控制器在电牵引采煤机中的应用 咱允暂援圆园园远渊缘冤院圆怨原猿园袁猿源 咱远暂允 耘 杂造燥贼蚤灶藻熏宰 蕴蚤援应用非线性控制咱酝暂援程代展袁译援北京院机械工业 出版社袁圆园园远 咱苑暂刘金琨援滑模变结构控制 酝粤栽蕴粤月 仿真咱酝暂援北京院清华大学出版社袁 圆园园缘 咱愿暂刘建功援电磁调速电牵引采煤机控制系统咱酝暂援北京院煤炭工业出版 社袁圆园园远 咱收稿日期院圆园圆园援源援员猿暂 图 缘加入扰动时系统输出跟踪图 125
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