矿用带式输送机自适应张紧技术研究

摘要

带式输送机作为煤矿井下主要运输设备之一，其自动化程度决定着煤炭运输效率。近年来，矿用带式输送机向着大运量、长距离和大功率方向发展，带式输送机负载变化范围大，张紧力动态变化范围及张紧行程相应增大，对张紧装置的自动化程度提出了更高的要求。本文提出一种自适应张紧系统，在满足大量程张紧力和张紧行程的前提下，自适应调节张紧力。 本文在带式输送机负载预测的基础上，分析张紧力需求，由此制定张紧力自适应调节策略，实现带式输送机张紧力的自动控制。论文的主要工作及研究成果如下： （1）在研究带式输送机基本结构和工作原理的基础上，结合自适应张紧系统的功能需求，分析了张紧系统的组成以及张紧力控制方法，设计了自适应张紧系统的总体架构和调控流程。 （2）分析带式输送机的张紧力，并建立负载与张紧力之间的关联模型，探究负载与带式输送机驱动电机电流之间的表征关系；利用果蝇算法对BP神经网络的参数进行优化，建立了基于改进BP神经网络的负载预测模型，为带式输送机张紧力自适应调控奠定基础。 （3）分析带式输送机在不同工作状态下的张紧力需求，建立基于PID的张紧力控制系统；引入遗传算法中的选择因子和交叉概率以扩大粒子的种群多样性，通过融合遗传算法与粒子群算法对 PID 控制参数进行优化，提高了张紧力PID控制系统的精度及响应特性，在此基础上制定了张紧力自适应调控策略。 本文在龙王庄煤业有限责任公司1115综放工作面的带式输送机上开展张紧力自适应调控实验，实验结果表明：基于本文所提方法有效地完成了带式输送机的负载电流预测，改善了张紧力控制系统的响应特性，实现了张紧力自适应调控，提高了带式输送机智能化水平。本课题研究成果对于提高煤矿运输效率，实现“无人化”或“少人化”生产具有重要意义。

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