带式输送机拉紧控制系统的研究

摘要

伴随着高效率采煤技术的广泛使用，带式输送机向着输送距离长、工作效率高及运输量更大的趋势进行发展。拉紧装置作为带式输送机的重要部件，它的性能对输送机的安全可靠性和寿命的长短有很大的影响。由于传统拉紧装置存在反应速度慢、不能够动态调整拉紧力等不足逐渐满足不了大型带式输送机发展的需求，因此，研究拉紧装置的动态性能，改善拉紧装置的性能是十分重要的，对于开发出具有动态响应快、安全系数高的新型自动拉紧装置也是十分必要的。
　　本文通过对传统拉紧装置的特点及国内外发展状况进行分析，并结合拉紧装置的设计要点、安装位置及在不同工况下对拉紧力的分析，提出了一种液压绞车自动拉紧装置的设计方案，并设计了拉紧装置中的液压部分和电气控制部分。其中，对液压部分的工作原理作了说明，并且对一些重要的元件作了选型；电控部分采用PLC控制器进行控制，并选用STEP7-Micro编程软件对程序进行了调试。本文创建了该拉紧装置的物理模型，并对主要元件创建了数学模型，最后获得了整个拉紧系统的数学模型。采用MATLAB中的SIMULINK仿真软件对拉紧装置作了仿真及分析，并加入PID控制对校正前和校正后的响应曲线做了比较与分析。结果表明，使用PID校正以后拉紧装置的响应速度增加、稳定性增强，有效地改善了拉紧装置的性能。
　　本文从理论上验证了该拉紧装置的可行性，它克服了传统拉紧装置的缺点，具有响应速度快、适应性强、控制方便、安全系数高等长处，能够延长输送带的工作寿命，提高了工作效率，为新型拉紧装置的研发做了一定的基础性的工作。

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1绪论

1.1拉紧装置的发展及国内外研究动态

1.2拉紧装置的种类综述

1.3拉紧装置在带式输送机中的作用

1.4课题研究的目的及意义

1.5课题研究的主要内容

2带式输送机拉紧装置的理论分析

2.1拉紧装置的布置原则及安装位置

2.2带式输送机摩擦传动理论

2.3摩擦条件确定输送带张力

2.4带式输送机输送带张力的分析

2.5拉紧装置行程的确定

2.6本章小结

3带式输送机拉紧装置的设计

3.1拉紧装置的总体设计方案

3.2拉紧装置的液压系统

3.3拉紧装置的电控系统

3.4本章小结

4带式输送机拉紧装置的建模

4.1 自动拉紧装置的物理模型

4.2液压系统的数学模型

4.3机械系统的数学模型

4.4电气控制系统的数学模型

4.5拉紧装置整体的数学模型

4.6本章小结

5拉紧装置的仿真分析

5.1 仿真工具的选择

5.2仿真参数的确定

5.3 PID校正前系统整体仿真

5.4 PID校正后系统整体仿真

5.5本章小结

6结论与展望

6.1 结论

6.2展望

致谢

参考文献