带式输送机作为煤炭开采和利用过程中的主要运输设备,正朝着大运量、长距离、高带速的方向发展,耗能越来越大。传统的带式输送机控制方式根据运行经验设定带速,使得物料运量往往低于输送机的设计容量,造成了严重的能源浪费。因此,面向长距离带式输送机的运行优化控制引起了广泛的关注。目前,有一定的研究成果为提高带式输送机运行性能提供了有效的控制方案,但是现有运行优化控制方法没有考虑带式输送机的运行动态特性,局限于短距离带式输送机。运行过程建模是带式输送机运行优化的重要环节。鉴于此,本文面向长距离带式输送机,研究其运行过程建模和优化控制问题,主要研究工作如下:1.长距离带式输送机运行过程建模。首先,基于质量平衡原理建立散装物料动态模型;然后,利用变质量牛顿第二定律和有限元分析法建立输送带动态模型;最后,充分分析永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）的动态特性和带式输送机的运行阻力,建立PMSM驱动的长距离带式输送机动态能耗模型,基于龙伯格负载观测器和递推最小二乘算法（Recursive Least Square,RLS）提出具有等待期的两阶段参数辨识方法。2.数字孪生驱动的长距离带式输送机运行过程优化控制。首先,建立数字孪生驱动的运行优化控制框架;然后,充分分析输送带在驱动滚筒处的受力情况,计算带式输送机所允许的最大加速度和最大减速度;最后,提出数字孪生驱动的“计算决策-仿真评估-优化校正”（Decision-Simulation-Correction,DSC）优化控制策略,建立带式输送机稳态运行和暂态运行带速设定值设计方法,并针对不同的潜在风险,制定优化校正策略。3.基于PLC和d SPACE的实验研究。首先,基于PLC和d SPACE设计带式输送机系统硬件在环仿真平台;然后,从带式输送机监控系统和虚拟带式输送机系统两个方面设计硬件在环仿真平台;最后,通过实验测试,对提出的数字孪生驱动的运行优化控制策略的安全性和节能性进行验证和分析。论文共有图46幅,表6个,参考文献96篇。