摩擦式提升机在我国许多煤矿的生产系统中扮演重要角色。随着开采深度的加深,多绳摩擦提升机的应用广泛起来。根据我国《煤矿安全规程》中对提升钢丝绳更换要求,钢丝绳的更换工作是一项无法避免且具有安全风险的工作。现有一种新型钢丝绳首绳更换装置即势能驱动快速换绳装置,其特点是利用能量转换,通过钢丝绳重将重力势能转化为液压能,从而达到减少系统发热和耗能的作用。经过工业试验证明该装置能够顺利且安全地完成首绳更换任务。作为一台准备定制生产的专业性换绳装置,为了完善对该装置的安全检测手段,提高装置出厂性能指标,提高针对该装置的各项实验效率以及能够获得换绳装置在运行过程中的各项可靠参数,同时也为了对换绳装置的故障判断提供参考,本文针对该新型势能驱动换绳装置设计了一套实验平台,该实验平台集实验数据采集、换绳动作测试、产品出厂检验等功能于一体,保证到达现场工作的换绳装置的各项参数指标达到最佳状态,实现安全换绳的目的。本文首先介绍了势能驱动快速换绳装置各个组成部分及工作原理,并通过现场工业测试对换绳装置及其势能驱动环节有了更深刻的认识,在此基础上提出了实验平台的初始方案。该方案充分利用换绳装置的资源,使被实验对象即换绳装置的步进油缸组与实验平台的实验油缸组实现无缝对接,保证实验效率。为了检测方案能否实现预计功能,本文对机械系统建立了三维模型,通过ADAMS软件利用三维模型建立了动力学仿真模型,又通过AMESim建立了液压仿真模型,并充分利用以上两个软件对实验平台的初始方案进行了机-液耦合仿真,通过分析仿真结果得出如下结论:初始方案能够实现预期功能,不同的模拟推力和运行时间对实验平台的系统造成的影响不同,运行时间相同时,模拟推力越大,系统振动越明显,当模拟推力相同时,运行时间越短,系统振动越明显,并给出了换绳实验中钢丝绳绳重区间对应的较合理的运行时间区间,而通过对动态特性曲线的分析指出实验平台的整体性能需要进一步提高。要实现对实验平台整体性能的提高,本文从自动控制角度入手,提出利用电液比例技术、反馈控制技术等对实验平台初始方案进行优化的方案,通过建立优化方案的数学模型,从理论上对优化方案有了较深刻的认识,然后利用MATLAB的Simulink功能建立了优化方案的控制仿真模型,将该模型与优化之后重新搭建的液压仿真模型联合进行了液-控耦合仿真,通过仿真得到的动态曲线可知优化方案使实验平台的整体性能有了较大的提高,在运行速度和运行稳定性方面表现的比较明显,运行速度达到160mm/s以上,而运行过程中出现的最大加速度值为0.045m/s2,通过优化基本上达到了设计初期对实验平台在功能和性能上的要求。