带式输送机是物料输送的重要设备,广泛应用于煤炭、冶金、矿山和港口,并朝着大运量、长距离方向发展。在启、制动过程中,长距离输送带内会存储或释放很大的能量,形成显著的应力波动,造成输送机运行不稳定。张紧系统作为带式输送机的一个重要组成部分,其提供的张紧力影响着输送带动张力大小,若不对张紧系统提供的张紧力进行有效控制,输送带会发生打滑、淤带以及断裂等严重问题。因此,张紧系统对于保证输送机的安全可靠运行具有重要意义。针对现有张紧系统提供的张紧力不足,响应慢以及不能自动调节张紧力等问题,本文研究了一种电液伺服张紧装置,并提出应用动态矩阵控制算法设计张紧装置的控制系统,为带式输送机稳定运行提供恒定张紧力,具有重要的理论与实际意义。首先,针对现有液压张紧装置不能实现张紧力的连续调节以及不能保持系统压力在固定范围内变化的问题,本文利用伺服比例技术设计了可实时调节张紧力的液压张紧装置,该张紧装置利用蓄能器保持系统压力在固定范围内变化,并通过在液压缸两腔安装单向阀,避免张紧力突然过大损坏液压元器件,以及对所设计的液压张紧装置,建立了精确的数学模型,并进行了稳定性分析和校正。然后,将所研究的张紧装置应用于带式输送机仿真模型中,并利用AMESim软件建立了不同张紧方式的仿真模型,针对影响输送带动态特性的张紧方式、负载特性和启制动方式,进行了仿真分析。通过分析张紧装置提供的张紧力和输送带最大张力点的张力响应曲线,对输送机的启、制动方式进行了优化。仿真结果表明,液压自动张紧方式,两次正弦启动和可控停机,能有效降低张力峰值。最后,针对输送带的非线性、大惯性、滞后和时变的特性,传统的PID控制算法很难有效控制的问题,本文提出将动态矩阵(Dynamic Matrix Control,DMC)和PID控制相结合的DMC-PID串级控制策略。通过Simulink建立了相应的控制模型,并比较了在不同控制算法下,张紧装置的张紧力响应曲线。仿真结果表明DMC-PID串级控制能提高张紧装置的响应速度,增强系统鲁棒性。本文所设计的电液伺服比例张紧装置和DMC-PID串级控制策略,有效降低了输送带启制动张力峰值,提高了张紧装置的响应速度,提高了张紧控制系统的鲁棒性。