长距离带式输送机的建模及其观测器的设计

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baihuiguo
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带式输送机作为连续输送设备已经从广泛用于矿山、港口、码头这些行业延伸到了电厂、冶金、化工、建材、粮库等工农业。近年来,随着科学技术的发展,原有的带式输送机静态设计和选型已经不满足长距离、高带速的输送机系统设计要求。因此对带式输送机的动态特性研究成为了学者们越来越重视的课题,其中张力问题的研究尤为重要。因为起动、制动时在输送带中产生的高动张力决定了所选输送带的扯断强度和接头强度,以及拉紧装置、滚筒、传动装置和联接件的设计强度,所以有必要对张力进行观测分析和控制。然而对张力的实时监测在现实中又不容易实现,所以有必要采用观测器来对张力进行观测。本论文对输送机系统的动态分析和观测器的设计主要有以下几个方面:   带式输送机系统动力学模型的建立,主要采用有限元分析法。该模型综合考虑了输送带的粘弹性,通过分析几种粘弹性模型及其动力学特性,从而确立了采用Voigt模型作为输送带的力学模型。最后将输送带的力学模型有序的组合起来,形成了整个输送机系统的简易动力学模型。从而获得带式输送机起动过程和制动过程中胶带各个位置的位移、速度、加速度和动张力。   设计带式输送系统的速度观测器。本文归纳了几种判定被观测系统的能观测性判据,采用其中一种判定了输送机系统的可观测性。根据输送机系统的可观测性,本文设计了全维状态观测器实现了对输送机系统进行速度和张力的观测。   开发了基于MATLAB仿真软件的带式输送机的仿真系统。该系统通过使用MATLAB软件中的m文件编写仿真程序,并结合具体实例,实现了输送机系统的动力学模型及其观测器的仿真,并绘制出了输送机任意点的速度和张力曲线,从而确定了所建立的简易输送机动力学模型的准确性和所设计的观测器的可用性。
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