基于神经网络控制的带式输送机功率平衡系统设计

摘要

随着科学技术的发展和煤矿安全生产要求的提高,综合机械化采煤技术逐步在煤矿中推广,作为煤矿主要输送设备带式输送机,传统的输送机控制方式已不能满足现代煤矿的自动化生产的要求,设计安全可靠,性能完善和技术先进的皮带输送机控制系统是输送机发展的趋势,本文针对该问题研究了基于神经网络控制的带式输送机功率平衡系统。
　　由于输送机在煤矿井下恶劣环境中工作,输送距离较远,工作中易出现干扰,所以设计了提高系统运行稳定性、可靠性的PLC控制系统:通过监测传感器将信号反馈到可编程控制器,通过PID控制器处理后将误差控制信号输出至可控启动传输装置CST,系统通过调节离合器的压力,达到输送机软启动和功率平衡的目的。该系统在控制稳定输送机速度及功率平衡的同时,还实现了对带式输送机进行跑偏、纵撕、高温等保护,来进一步提高输送机的可靠性和稳定性。
　　文中主要研究了带式输送机控制中需要解决的三个关键问题:一是对带式输送机软起动的控制;二是带式输送机综合保护;三是通过对多电机驱动时的功率平衡原理的分析,给出了平均油压控制多电机功率平衡的方法:检测带式输送机各驱动装置中离合器的压力并取其平均值将其输入到PLC中,然后取检测到的各驱动装置的压力与平均值进行比较,以其差值作为控制信号,调节液粘离合器压力大小,最终达到控制电动机功率的目的。通过对上述三方面问题的研究,给出了相应的PLC控制程序流程,包括带式输送机软起动、功率平衡和故障综合保护的控制程序流程。为了提高系统中软启动和功率平衡控制精度,通过神经网络整定的PID来实现,使系统控制的非线性和自适应性提高,能更好的控制输送机运行,满足生产实际的要求。

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1 绪论

1.1 选题的背景

1.2 国内外带式输送机研究现状及发展趋势

1.3 本课题研究的内容

2 带式输送机控制系统

2.1 带式输送机

2.2 带式输送机的基本结构

2.3 带式输送机控制系统的功能

2.4 小结

3 神经网络的基本知识

3.1 神经网络简介

3.2 BP 神经网络

3.3 RBF 神经网络

3.4 小结

4 带式输送机控制系统的设计

4.1 PLC 的选型

4.2 传感器的选型

4.3 触摸屏

4.4 带式输送机驱动

4.5 带式输送机控制系统设计

4.6 小结

5 多电机驱动系统功率平衡控制

5.1 驱动系统功率平衡方法

5.2 PID 控制原理及算法

5.3 RBF 神经网络整定的 PID 控制器

5.4 小结

6 PLC 控制系统软件设计

6.1 STEP7 V5.3 编程软件

6.2 控制系统程序设计

6.3 小结

7 总结和展望

7.1 论文总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录