一、电磁调速电牵引采煤机关键技术开发（论文文献综述）
葛世荣[1]（2020）在《采煤机技术发展历程（三）——电牵引采煤机》文中指出采煤机行走技术从钢丝绳、圆环链的柔性牵引,发展到液压驱动和电机驱动的自行走,改变了采煤机自动化控制模式,也奠定了智能化采煤作业的技术基础。基于采煤机牵引技术构成要素,从理论上归纳了112种采煤机行走技术选择,但受可靠性和可控性所限,实际上只构成了10多种采煤机行走技术,其中电动机可控调速与齿啮合传动相结合的电牵引技术成为当今采煤机最普遍采用的行走方式,也是长壁开采智能化采煤机的最佳选择。1948年英国发明无链牵引装置,1975年美国JOY公司研制出第1台交-直流电牵引采煤机,1976年德国艾柯夫公司研制出第1台直流电牵引采煤机,1986年我国制造出第1台用于极薄煤层开采的电牵引单滚筒采煤机。这些研发机型成为电牵引采煤机发展的里程碑式创新。近15年我国在截割功率和采高技术指标上快速提升并赶超了国外产品,形成了剪刀状的电牵引采煤机型谱。
王雪松[2]（2020）在《电牵引采煤机分布式控制系统的研究与开发》文中研究表明随着煤炭智能开采从概念逐步且越来越富有内涵地走向工程实践,作为其中最为关键的开采装备——采煤机也必须具备相应的智能化功能。本文立足于作者的工作岗位,结合太重煤机有限公司（以下简称太矿）智能开采装备研发规划,对电牵引采煤机新一代分布式控制系统进行了深入系统的研究和实用产品的开发。首先,根据煤炭智能开采对采煤机的智能化要求,结合太矿采煤机及其控制系统的发展历史、现有水平,以及应对未来智能开采时代的煤机发展战略,对标国际先进水平,制定了新一代电牵引采煤机分布式控制系统的整体架构和功能模块构成:采用32位主、从控制器（主控制器型号DX-M3530,从控制器型号DX-M302）、CAN总线通讯方式的分布式控制模式;将整个控制系统按照功能划分为主控制单元、高压测控单元、本安测控单元、无线4G信号转换模块、本安信号采集模块、传感器单元等,并进行了主控制器的开发及检测检验。第二,研发了分布式电控系统中主要监控模块,用于监测8路PT100温度信号、三轴倾角、环境温湿度等。从该分布式模块的功能需求入手,分析并设计了该模块的硬件电路,具体包括:输入、输出量接口模块、电源模块、MCU控制部分、PT100检测部分、CAN通信部分、环境温湿度检测、倾角检测等,并进行了可靠性测试设计。第三,研究了采煤机状态监测与故障诊断系统并加以实现。状态监测除了常规的电机温度、电流、牵引速度、角度等检测量以外,还通过安装旋转编码器、压力、温度、振动、电缆张力等传感器实现了太矿采煤机更加全面的工况监测,首次实现了太矿采煤机拖曳电缆的张力监测,增强了采煤机机载预警与故障提示功能,故障代码达到了81个;通过新研发的机载数据记录仪,可采集、存储采煤机的110种状态数据,数据记录可长达90天、约90亿条记录;井下实时监测的采煤机通讯状态、关键部位温度、压力及流量值、摇臂角度、煤机位置、记忆截割等数据,通过机载无线通信单元和防爆天线经矿井环网传输至太矿采煤机云端远程运维中心,为后期实现采煤机远程信息融合故障诊断和预测预警奠定了基础。第四,主持设计的基于分布式电控系统的采煤机智能化功能实现突破:首次实现了摇臂高度自动调节、牵引速度自动调节和基于TD-LTE制式的4G采煤机信息无线传输等功能,显着提升了采煤机的智能化水平。
李昊[3]（2020）在《智能化综采工作面液压支架自适应跟机关键技术研究》文中研究说明随着自动化、智能化技术和装备的逐步发展成熟,我国越来越多的煤矿综采工作面推广应用了自动化、智能化技术,为煤矿的安全生产带来了广阔的发展前景。在自动化、智能化工作面生产工艺中,液压支架自动跟机控制是关键技术之一。目前,该技术在理论研究及工程应用方面取得了一定的进展,但仍存在着较多问题,一是对于工作面复杂多变的开采地质条件不适应,尤其是对煤层倾角大、煤层不稳定、地质构造发育的工作面适应性较差,设备的运行工况和相互协同仍然需要人工干预;二是现有的液压支架自动跟机控制是在程序定制模式下进行的,缺乏对于外部环境变化的自适应能力,智能化水平较低;三是自动化跟机技术只是建立在液压支架自身控制基础之上,缺乏与采煤机、刮板输送机以及乳化液泵站的协同联动,由此带来了实际生产过程中的乳化液泵站供给不足造成的液压支架动作缓慢,无法感知刮板输送机直线度难于连续自动化推进等问题。综采工作面的采煤机、液压支架、刮板输送机以及乳化液泵站（下简称“三机一泵”）组成了综采工作面的关键设备运行系统,各设备自身控制系统的高度自适应以及各设备之间的协同运行是实现智能化工作面的关键。为解决上述问题,本文以液压支架跟机控制为研究对象,对“三机一泵”自身的工况自适应以及液压支架跟机模式下的乳化液泵按需供液、刮板输送机直线度调整、液压支架位姿调偏调斜、采煤机记忆截割模式下的采煤机牵引速度控制等关键技术进行了深入研究。主要取得以下成果:（1）针对液压支架跟机移架实际时长仅依靠人工经验判定的问题,分析研究了采煤机与液压支架的工作空间及液压支架的移动规律,利用数理统计学分析原理,建立了基于学习功能的液压支架跟机移架实际时长计算模型,提出了跟机移架实际时长的动态计算方法。数据测试结果表明,对于每一个初采工作面,均能找到一个合理的移架时长预测值。（2）针对综采液压支架跟机移架时,支架横向调斜和纵向调偏不及时、不到位,现有调架机构不健全、不适应地质条件变化,缺乏自适应控制的基础等技术难题,依据基础力学理论,构建了液压支架调斜调偏理论模型,提出了适合综采液压支架自主调斜调偏和集中控制的调架技术。按照自适应控制技术原理,设计开发了液压支架自主调斜调偏装置。（3）针对液压支架跟机移架过程中,乳化液泵站无法完全实现自动按需供液,需要靠人工调节多台乳化液泵配合的问题,提出了一种基于受控系统输入/输出数据的乳化液泵启停控制决策模型。针对数据不平衡影响模型误判率的问题,采用代价敏感学习方法分配数据权重,利用实际生产过程中的26950条数据训练出了分类树,决策的误判率低于9%。结果表明,该模型可以实现多台乳化液泵的自适应启停,完成液压支架跟机模式下的按需供液。（4）针对刮板输送机直线度自适应控制问题,建立了工作面刮板输送机横向移动弯曲段溜槽矩形计算模型,揭示了刮板输送机溜槽之间水平转角、溜槽数N与推进度B三者之间的函数关系。同时,提出了刮板机直线定位推移方法,建立了刮板输送机直线定位推移模型,揭示了刮板输送机分段每次推移一个步距B,所形成的斜长Lx和水平段Lw应满足的条件,即溜槽之间的水平转角应不大于3°,确定了溜槽直线定位推移初始阶段和正常循环阶段溜槽的横向推移量。实践表明,采用直线定位推移技术后,刮板输送机可实现推移过程中的自主取直。（5）针对现有采煤机记忆截割技术不适应工作面煤层厚度和倾角变化的情况,提出了利用克里金插值算法获取工作面沿倾向方向连续的采高数据,指导采煤机记忆截割自适应调高的方法;同时,基于模型预测控制（MPC）算法理论,以采煤机速度为控制目标,液压支架跟机动作、刮板机负载、启泵数量、瓦斯浓度、顶板压力等为约束条件,设计了多棵树组成的多输出的回归树算法以实现滚动优化函数,建立了预测式的采煤机自适应调速回归树控制模型。井下工业试验结果表明,该液压支架跟机控制方法能够有效避免因供液不足引起的支架动作迟缓,解决因刮板输送机直线度不均衡引起的无法连续自动化推进,缩短了自动化割煤循环时长,减少了工作面作业人数,提升了工作面生产效率。该技术对复杂开采地质条件的适应能力更强、推广使用范围更广。本文研究成果对综采工作面实现机械化、自动化、智能化、信息化,减少伤亡事故和促进工作面“无人化、少人化”发展,具有广泛的推动意义。
韩灏[4]（2019）在《采煤机电液复合制动协调控制研究》文中研究说明采煤机在大倾角工作面上作业时,为防止其发生溜车事故,采煤机在停车时需要进行驻车制动。随着三相异步电动机的变频技术在采煤机牵引电动机调速中的应用,采煤机在水平工作面工作时如需进行停车,则利用牵引电动机变频调速系统的回馈制动进行停车制动。而采煤机在倾斜工作面停车后,由于牵引电动机的回馈制动在停车以后即失去作用,如不进行驻车制动则会发生溜车,为防止采煤机在倾斜工作面发生溜车,在采煤机牵引电机轴上安装液压制动器进行采煤机驻车制动。采煤机在倾斜工作面工作时的情况分为制动和启动两种,采煤机的制动情况分为爬坡时停车制动及下坡时停车制动,而采煤机的启动又分为爬坡启动和下坡启动。为有效协调采煤机在不同工作情况下的制动及启动,本文提出一种电—液复合制动的采煤机制动方案,通过采用制动力固定分配的方法对左右两牵引电机的制动力以及电机制动与液压制动的制动力进行有效分配,采煤机电—液复合制动系统能够利用牵引电机回馈制动最大限度地对制动过程中的能量进行回收。同时,提高采煤机电制动系统与液压制动系统的匹配度,能够尽可能减少液压制动器的磨损,以提高采煤机液压制动系统的可靠性。本文以大倾角工作面上的采煤机电—液复合制动系统为研究对象。首先,以1940型采煤机为例,详细分析采煤机牵引工作部分的结构和工作原理。其次,分析并计算采煤机的制动力矩,为采煤机电—液复合制动系统中液压制动系统的制动力分配奠定基础。再次,分析计算采煤机所受牵引力,为采煤机电—液复合制动系统中的电机回馈制动系统制动力分配提供依据。最后,分别基于Simulink和AMESim对采煤机变频调速系统和采煤机的液压制动系统进行验证和仿真分析研究。通过对原有的定量泵液压系统进行改进,将原液压制动系统升级为变量泵负载敏感液压制动系统,分析结果表明,负载敏感液压制动系统的响应速度比普通液压制动系统（定量泵液压系统）快,这样便有效提高了电机制动系统与液压制动系统的匹配度。本文在对采煤机电—液复合制动系统制动力分配时采用左右两牵引电机轴之间制动力固定分配比的分配方法,以及对采煤机电机制动系统与液压制动系统的制动力进行固定分配比分配。并利用粒子群优化算法优化采煤机电—液复合制动系统的制动力分配比,最后通过在采煤机爬坡试验台上的实验验证了仿真的正确性,采煤机电—液复合制动系统的工作效率得到了很大提高。
葛帅帅[5]（2018）在《复杂截割工况下采煤机动力传动系统自适应控制研究》文中研究说明随着煤炭开采向深部煤层发展,深部煤层中瓦斯爆炸、岩层垮塌、突水等地质灾害发生率高、偶然性强、人员伤亡率高,对采煤机的可靠性、无人化以及工况适应能力提出了很高的要求。采煤机作为综采成套装备的主要设备之一,具有截割效率高、破煤能力强的特点,对提高工作面的产能和效率起着决定性的作用。由于截割环境复杂多变,煤层中含有强度较高的岩石夹矸、硬质包裹体、岩石断层等,使得作用在滚筒的外载荷具有随机性、强冲击的特点,导致截割传动系统故障频发。不同稳态截割工况下,当牵引速度在较大范围内变化时,滚筒恒速截割很难保证采煤机处于截割能力强、截割比能耗小、块煤率高等采煤综合性能最佳的工作状态。因此,无人化条件下的采煤机动力传动系统需具有高动态的工况自适应能力,在保证传动系统可靠运行的基础上,实现采煤机的高效生产。本文依托国家重点基础研究计划（973计划）项目“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”的课题四“重载突变工况的高效动力传递原理及自适应控制方法”（课题编号:2014CB046304）,以某电牵引采煤机为研究对象,以实现复杂截割工况下无人采煤机可靠运行和优质高效生产为目标,开展了复杂截割工况下采煤机动力传动系统自适应控制研究,具体研究工作如下:①综合考虑齿轮时变啮合刚度、电机动态特性及滚筒载荷动态特性,建立了采煤机截割传动系统机电耦合动力学模型、牵引传动系统机电耦合动力学模型及驱动电机控制系统模型,根据滚筒载荷传递的耦合关系建立采煤机截割-牵引系统机电耦合动力学模型。②针对重载突变工况,研究了冲击载荷对采煤机截割传动系统机电动态特性的影响规律,截割电机控制特性对截割传动系统不同齿轮副动载荷冲击能量的抑制效果以及电机电磁转矩波动对传动系统动载荷冲击能量的影响:针对不同稳态截割工况,研究了滚筒变速截割对采煤综合性能的影响,包括滚筒运动参数对截割传动系统动态特性、采煤生产率、块煤率及截割比能耗的影响规律;为重载突变工况下采煤机截割传动系统动载荷自适应抑制控制和不同稳态截割工况下采煤综合性能最优的截割-牵引调速控制奠定基础。③针对重载突变工况,以弹性轴两端转速差为反馈信号,提出了基于自抗扰转矩补偿的截割传动系统动载荷抑制的自适应控制方法;首先以弹性轴两端转速差等于零为控制目标,将系统动载荷抑制问题转化成目标轨迹跟踪问题,并在直接转矩控制器原给定电磁转矩的基础上叠加补偿转矩,通过控制电机转矩来抑制传动系统动载荷冲击能量。在此基础上,结合自适应模糊神经网络控制对自抗扰控制器内部参数进行自适应整定,并获得了满足复杂冲击工况的专家控制规则,实现了对截割传动系统动载荷冲击能量的有效抑制。④针对不同稳态截割工况,以牵引速度、滚筒转速为优化变量,以系统动载荷、采煤生产率、块煤率以及截割比能耗为子目标,建立了不同稳态截割工况下采煤机综合截割性能的多目标优化模型;采用权重系数轮换法,实现了不同稳态截割工况下权重系数组合的动态调整;最后,利用遗传算法进行优化计算,分别得到了全煤煤层、夹矸煤层和岩石断层工况下采煤综合截割性能最优的牵引速度和滚筒转速,实现了不同稳态截割工况下采煤综合性能最优的截割-牵引调速控制。在此基础上,结合瞬态冲击工况下系统动载荷自适应抑制控制方法,实现了复杂截割工况下可保证安全运行和优质高效生产的采煤机动力传动系统的自适应控制。⑤搭建了采煤机动力传动系统高性能实验台,基于dSPACE和QuantumX平台开发了数据采集系统和测控系统;开展了变载变速工况下采煤机动力传动系统动态特性的实验研究以及截割传动系统动载荷冲击能量的自适应转矩补偿控制实验研究,从总体规律上验证了系统机电动态特性理论研究结果的正确性和所提出的系统动载荷自适应控制方法的有效性。
任建涛[6]（2016）在《基于嵌入式系统的电磁调速采煤机主控系统研究》文中研究说明随着现代工业技术的快速发展,煤炭开采更加注重安全、高效。采煤机作为煤炭开采的关键设备,其安全、可靠、稳定的运行对煤炭开采作业有非常重要的意义。目前国内外主流采煤机主要以电牵引采煤机为主,根据调速系统类别大致可分为交流变频调速、开关磁阻调速以及电磁调速。电磁调速牵引系统较前两者调速系统而言具有可变输出转矩控制、控制系统简单、体积小、技术成熟等优点。因此本文以电磁调速采煤机为研究对象,从提升采煤机信息管理效率以及改善电磁调速电动机控制方法的角度出发,分析了电磁调速电动机调速过程,并建立电磁调速电动机数学控制模型,通过MATLAB仿真对比控制算法的稳定性。依据电磁调速电动机实际控制需求,设计了以AT91SAM9G20微控制器为核心的电磁调速电动机主控系统,详细阐述了主控系统的工作原理和功能分析,通过分析电磁调速电动机的调速过程,建立系统速度闭环数学控制模型,并在转速闭环控制中加入最小拍无波纹控制器,从而保证电磁调速电动机稳定运行。另外,在电磁调速电动机主控系统中加入通信系统管理单元—通信管理机,通信管理机采用标准MODBUS协议和常见的通信接口,以兼容多种类型的信号传感器。主控系统在运行过程中结合信号传感器可实现采煤机电动机的半自动运行。通过远程无线遥控实现采煤机的远程控制,提升了采煤机的工作效率以及安全性。在硬件电路设计部分主要完成了以CPU为核心的外围功能模块的硬件电路,主要包括总线型遥控器设计、数据输入输出电路设计、电源电路设计以及通信电路设计等。在软件设计部分主要完成了系统软件构架、嵌入式Linux系统移植、数字化控制器设计以及各功能模块的应用程序运行流程图。在软硬件电路设计时,充分考虑到外界电磁干扰给系统稳定性造成的影响,保证系统具有一定的鲁棒性。通过试验表明,本主控系统能够对电磁调速牵引电机实现预期控制效果,并且具有较强的通信兼容能力,可保证系统实时、准确地采集传感器数据信号。另外无线遥控可以准确的将控制命令传输至主控系统实现远程控制功能,经过反复测试,无线遥控传输误码率在万分之五以内。各项设计指标均已达到。
何明星[7]（2016）在《电磁调速电牵引采煤机离散时间控制系统研究与实现》文中认为采煤机是煤矿生产的关键设备,其工作的稳定性和可靠性对确保采煤作业正常进行有重大影响。目前,国内外的采煤机以电牵引采煤机为主流,牵引系统主要有交流变频调速、开关磁阻调速、电磁调速三种牵引电机调速技术。交流变频调速具有启动性能好、调速精度高、可靠性强的优点,但在应用于采煤机牵引时需配套变压器,系统体积大、操作复杂。开关磁阻调速系统应用于采煤机时启动转矩大、转化效率高、控制电路简单,但电机控制需要位置传感器,且其运行噪声较大。电磁调速系统作为采煤机的牵引控制系统,采用滑差离合器调节转速,具有体积小、控制系统简单、技术成熟可靠、可变转矩控制的优点,相对于其他的牵引调速方式,电磁调速采煤机具有明显的性价比优势,是采煤机设备发展的新方向。目前国内的采煤机厂家多采用高可靠性的工控机和PLC系统实现控制,PLC的功能结构简单且扩展性不强,工控机软件操作系统与PC机相同,不能根据采煤机的控制特点和要求进行优化。采煤机牵引驱动采用的变频器也多以国外进口变频器和专用软件为主。电磁调速采煤机作为采煤机的一种主要类型,电控系统一直以PLC控制为主,在人机界面和通讯功能方面亟待提高。本文提出采用嵌入式系统代替现有采煤机控制系统中的工控机和PLC,采用电磁调速电机取代开关磁阻电机和变频调速配套的隔爆异步电机,以达到降低采煤机系统价格、提高运行性能、保证采煤作业安全可靠的工作要求。为实现此目标,本文研究了电磁调速采煤机的连续时间系统模型,确定了双闭环控制的系统结构,设计了双闭环数字PID控制器,采用继电反馈理论整定运行参数,引入分数阶控制理论,采用加权比离散算子设计了分数阶数字控制器,采用电磁调速采煤机的速度预测规划方法,增强了牵引调速系统的适应性,最后以嵌入式软硬件实现电磁调速采煤机的整体电控系统。本文绪论章节指出作为煤矿生产必备设备的采煤机,深入开展对其电控系统的理论和应用研究具有深远的意义。通过对比三种牵引调速技术的优缺点,以电磁调速电机为研究对象对其牵引控制技术进行深入研究。在电牵引采煤机的现状和趋势研究中,介绍了国内外近二十年电牵引采煤机的发展情况。目前,国外采煤机的电控技术均为专用系统,各有特色且理念领先,而国内的电控系统历经数代发展后,以工控机和PLC控制的系统为主,智能控制系统发展较为缓慢。在嵌入式应用采煤机方面,国内近年陆续发表了多篇论文,应用的控制器以DSP和ARM为主流,完成的功能一般为系统的辅助功能,如报警、通讯、诊断、存储等,而作为系统的主单元执行采煤机的牵引或截割功能的嵌入式系统在国内还没有应用。针对此研究现状,本文提出了具体的研究目标和研究内容,并制定了研究执行路线。在本文的第二章首先分析了电磁交流调速电机的特殊结构,对电磁调速采煤机的自然机械特性进行深入分析,通过仿真试验对自然特性曲线进行建模并做出人工调整,以此为出发点,展开对电磁调速采煤机控制模型的深入研究。电磁调速采煤机在牵引工作时,其拖动的负载为多种特性的复合,电磁调速电机作为牵引电机用变转矩的方式可较好的适应采煤牵引特性,通过合理的算法控制,电磁调速采煤机的牵引可以实现快速稳定的运行。为使其能适应采煤机应用,对其控制方法进行改进,采用速度闭环控制调速系统可达到较好效果。矿井下工作面供电环境较差,电网电压经常会发生波动,造成电机电枢的工作电流发生变化从而引起调速性能的恶化,解决此问题的方法是引入电流控制内环,当出现电流扰动时,在其对转速产生影响前迅速抑制,以保持负载转速稳定。在自动化和工控领域,数字控制器以其速度快、精度高、强大的逻辑运算能力等优势逐步代替模拟器件控制器,其控制规律是以离散采样理论为基础的近似控制,为使电磁调速采煤机更好的适应嵌入式系统控制,本文第三章以电磁调速连续时间系统的控制结构和数学模型为基础,建立离散时间的数字控制器并对其控制性能进行分析。基于离散控制系统的理论,对速度环和电流环均采用pi控制,构建了电磁调速采煤机的双闭环离散控制器,通过仿真试验与连续模拟控制器进行了性能对比分析。电磁调速采煤机的牵引电机采用双闭环控制器提高了系统的稳定性和动态响应性能,但在实际工程的应用中,由于电机个体的差异及运行时电机参数随温度、环境、时间会发生漂移,其模型结构参数需进行及时调整才能保持始终处于最优状态。工程中常用的整定方法有z-n临界比例度法和继电反馈测试法,临界比例度法是通过外加信号产生振荡确定控制对象的临界增益和临界周期,再用经验公式计算系统的最优系统参数,但其过程需要人工反复调节比例和积分环节。本文提出采用继电反馈方法辨识电磁调速采煤机的参数,在系统的稳定工作点附近引入继电测试,在闭环的运行过程中完成检测而不影响采煤机正常的工作过程,采用高精度的a/d采集技术可提高振荡幅度的识别范围,测试时间较短且系统不需断电重启,有利于自适应参数采煤机系统的连续更新运行。对电磁调速采煤机双闭环建立串级继电反馈整定结构,确定其测试过程,推导电磁调速采煤机临界增益和临界周期的数学公式,通过仿真验证继电反馈参数的整定效果。继电反馈测试须在取得被测对象稳定振荡周期后才能准确判断系统参数,测试时间由被测对象的稳定性决定。为缩短测试时间,提出采用偏置继电反馈测试计算偏置滞环的响应时间,最快经过两次测试可得到系统结构参数,提高了电磁调速采煤机的系统参数辨识速度。在研究常规离散数字pid双闭环控制器的基础上,引入分数阶微积分理论,对内外环pid的结构进行改造,使其更适应电磁调速采煤机的数学模型。根据电磁调速采煤机的控制特性,电流环采用常规的数字离散pi控制器,速度环采用分数阶pi控制器,通过截止频率和相位裕度,得到了分数阶pi控制器的阶数,采用加权比的离散化算子,得到了电磁调速采煤机的分数阶pi控制器,通过仿真试验表明,电磁调速采煤机分数阶pi控制器比常规离散数字pid控制器具有更好响应性能和跟踪性能。受电磁噪声等因素的影响,在电磁调速采煤机的双闭环离散系统中,采煤机的牵引速度在闭环的调节周期内会产生瞬间的微小变化,这些速度的抖动会带来采煤机的机械冲击和磨损,也对采煤机的机载设备的稳定性有一定影响。针对此问题,可在采样周期内对控制速度信号进行插补预测和规划。最小二乘理论分析其存储的一定长度数据,用最小协方差衡量拟合系数的变化,通过数据的仿真试验表明,在提高线性阶次的情况下,最小二乘法可在一定程度上预测速度,但由于没有考虑噪声的变化规律,预测失真度很大。维纳滤波将已知数据视为真实信号和噪声两部分,建立观测方程矩阵求解当前数据系统传递函数,用噪声自相关矩阵分解历史数据,从而得到预测速度。经仿真证明,维纳滤波对噪声和主信号都进行了复原和预测,但其跟踪精度不高。常增益α-β预测在一定的周期数量内预测目标位置和速度,根据对象特性选用状态转移矩阵和噪声分布矩阵,根据匀速运动原理进行数据外推预测。仿真试验证明,电磁调速采煤机应用常增益α-β预测的效果很差,原因在于在高速采样时无法将电磁调速采煤机的运动视为匀速。卡尔曼滤波预测将状态转移矩阵和增益矩阵都视作变量,并通过预测值和真实值的权重比较实现最小方差的线性回归,仿真试验证明卡尔曼滤波实现了速度的精准预测和跟踪。电磁调速采煤机的速度规划分别采用t形曲线、s曲线和正余弦s曲线,并分别对其速度变化规律进行推导,通过仿真试验和带载试验证明,正余弦s曲线的加速度控制和速度控制对减少振动十分有利。在电磁调速采煤机电控系统硬件设计方面,其主要部分包括通讯管理主机、数字量扩展、模拟量扩展和无线通讯。以arm9内核的at91sam9260为处理器,完成通讯管理主机及外围的电路的设计,以armcm3内核的stm32芯片为主处理器设计数字量扩展和模拟量扩展模块。以ARM CM3内核的STM32超低功耗处理器在433M频段实现电磁调速采煤机的遥控器和遥控主机。电磁调速采煤机的通讯管理主机采用定制的嵌入式Linux操作系统。针对电磁调速采煤机所需外设,在AT91SAM9260处理器上对BootStrap、U-boot、Linux内核和根文件系统进行剪裁移植,BootStrap作为一级启动镜像用来初始化主处理器,U-boot的作用是初始化内存和Flash并加载启动操作系统内核,Linux内核实现任务调度、内存管理和驱动程序等功能,通过编辑配置文件,经交叉编译后得到各部分的系统镜像。在系统通信方面,设计电磁调速采煤机三个主站和两个从站的多接口Modbus服务器,采用多线程编程技术,实现管理主机与各扩展模块之间的数据交换。
邹佳航[8]（2015）在《采煤机机电液短程截割传动系统设计与性能分析》文中研究指明制约我国经济发展的突出瓶颈是能源,鉴于我国“富煤、贫油、少气”的能源赋存特征,地下煤炭开采仍然是支撑我国经济社会持续发展能源需求的必然选择,这就对采煤机的可靠性和自适应性提出了更高的要求。采煤机截割部目前采用齿轮传动系统,采掘作业的重载、强冲击载荷均通过齿轮进行传递,重载下的摇臂箱体变形会导致齿轮啮合情况变恶劣,若有一个齿轮发生破坏将导致整机停止工作,因而可靠性较低。另外,所开采煤的块煤率是由滚筒转速、牵引速度和结构参数综合决定。由于目前滚筒不能调速,因而难以对块煤率进行有效地控制。本文以MG300/700型电牵引采煤机为应用对象,以提高采煤机自适应性和可靠性为目标,在充分了解传统采煤机基础上,进行了采煤机机电液短程截割传动系统的方案设计和参数匹配,并进行了相关理论分析和评价,主要做了如下工作:①在详细了解传统采煤机的组成和工作原理的基础上,设计了采煤机机电液短程截割传动系统。该系统采用多变量泵多液压马达结构,实现了短程传动和滚筒调速,提高了采煤机可靠性和自适应性。系统还采用蓄能器实现负载突变下的缓冲减振,特有的失效保护功能可以进一步提高采煤机可靠性。②针对所设计的机电液短程截割传动系统进行了参数匹配和关键部件选型。其次,建立了各关键部件的数学模型和仿真模型,并对各关键部件的特性进行了分析,结果表明所建部件模型能客观真实反映部件的功能特点。③建立了机电液短程截割传动系统的仿真模型,分别从调速性能、抗冲击性能和效率三个方面进行了仿真分析。仿真结果表明系统能实现滚筒的良好调速,并且系统中添加蓄能器后能很好地缓冲减振。另外,系统总效率能达到70%以上。④搭建了采煤机截割滚筒负载模型和牵引系统模型,在此基础上建立了采煤机整机模型并制定了相应综合控制策略。基于整机模型和控制策略,进行了各典型工况下的综合分析,结果表明所设计截割传动系统具有良好的自适应能力和可靠性。本文进行了采煤机机电液短程截割传动系统的设计与理论分析,提出了采煤机综合控制策略,为采煤机截割传动系统提供理论依据,为进一步实现工程应用奠定基础。
曹会启[9]（2014）在《电牵引采煤机馈能型牵引系统的研究》文中提出电牵引采煤机的牵引系统为采煤机提供行进的动力，传统的牵引电机调速系统不具备电机能量回馈功能，易致使能量浪费和器件损坏。改变牵引调速系统的控制形式，优化采煤机牵引调速特性，实现对采煤机牵引电机四象限运行速度调节，回馈能量的信号采集、分析与调制，加快电机转速的响应速率，对采煤机有效作业能够发挥很大的促进作用。论文中设计的电牵引采煤机馈能型牵引系统，是基于高运算速率DSP微处理器为核心芯片，可以实现电机四象限运行的速度调节，具有能量回馈电网的信号采集、分析与调制的功能。论文首先对采煤机牵引电机调速特性、方式及变频调速能量回馈原理进行了分析，运用空间矢量控制算法（SVPWM）进行调制。其次牵引电机控制，运用无速度传感器进行速度检测反馈，电压闭环、电流闭环和转速闭环参数，在转速闭环设计一种分段型的PI调节算法，实现馈能型变频系统双闭环控制，适用于电机频繁启动停止的工作状态。再次硬件上馈能型牵引系统的主电路设计，设计交流电压电流采样及其调理电路，直流电压采样调理电路、锁相倍频电路和脉冲触发驱动电路。具备采煤机变频馈能驱动信息监测和控制功能；软件上，包括空间矢量控制算法、磁链观测和无速传感器等程序流程设计。最后，在牵引系统的异步电机调速和电能回馈的矢量控制策略基础上，对控制系统进行了仿真研究，验证了其控制算法的优越性，速度响应快，超调量小，整个控制系统有很好的能量回馈功能，同时对馈能型牵引系统主电路的检测采样调理电路和锁相电路实验分析，准确性高。仿真实验表明了该系统具有对交流异步电机变频调速和能量回馈的功能，系统运行稳定可靠。
马毅飞[10]（2013）在《基于嵌入式技术的电磁调速采煤机控制装置研究》文中指出随着科学技术的进步，天然气、石油、核动力以及水力均在科技前进的步伐中获得了巨大的发展，在众多的能源种类中，煤炭依然占据着我国第一能源的绝对地位。传统的煤炭采集措施已经与时代严重脱轨，无法满足新时期人民的大量需求。通过大量中外文献资料调研可知，电磁调速电牵引采煤机采用一体电动机，且集成度非常高的控制部分，大大减少了控制部分的空间；与此同时，统一的电压使得电磁调速电牵引采煤机几乎忽略了变压器的空间，因此可以适当加大采煤机的截割功率以及过煤空间。使得薄煤层条件下的采煤机的研发与使用变得异常简单。电磁调速电牵引采煤机的发展与应用将直接影响到煤炭资源的实际开采情况。本课题立足于电磁调速电牵引采煤机的发展趋势，在研究的同时努力寻找创新点，经过大量文献资料对比与分析，本课题设计出了一个相对比较先进的电磁调速电牵引采煤机控制装置。本课题设计的电磁调速电牵引采煤机是建立在目前比较先进的嵌入式技术的基础上，即在STM32F103平台上构建了电磁调速系统，能够很好地完成对交流电机的控制要求，并且具有较强的通讯能力和数据计算能力，适合无人化工作面系统集成信息化的需要，速度反馈和电流反馈双闭环控制，使系统控制平滑有效。该方案可完全满足交流电机的控制需要，操作简单、运行可靠、良好的调速性能和较低的成本使其将会在交流电机调速系统上得到更加广泛的应用。
二、电磁调速电牵引采煤机关键技术开发（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电磁调速电牵引采煤机关键技术开发（论文提纲范文）
（1）采煤机技术发展历程（三）——电牵引采煤机（论文提纲范文）
| 1 无链牵引技术发展 |
| 1.1 无链牵引技术基础 |
| 1.2 采煤机无链牵引技术 |
| 2 国外电牵引采煤机发展 |
| 2.1 艾柯夫电牵引采煤机 |
| 2.2 久益电牵引采煤机 |
| 2.3 安德森电牵引采煤机 |
| 2.4 三井三池电牵引采煤机 |
| 2.5 其他国家的电牵引采煤机 |
| 3 我国电牵引采煤机发展 |
| 3.1 煤炭科学研究总院上海分院创制机型 |
| 3.2 鸡西煤矿机械厂创制机型 |
| 3.3 太原矿山机器厂创制机型 |
| 3.4 辽源煤矿机械厂创制机型 |
| 3.5 西安煤矿机械厂创制机型 |
| 3.6 我国其他制造企业创制机型 |
| 4 结语 |
（2）电牵引采煤机分布式控制系统的研究与开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论(Introduction) |
| 1.1 世界电牵引采煤机发展概述(Development of the World Electric Haulage Shearer) |
| 1.2 太矿电牵引采煤机及其电控系统的发展历程(Development History of the Company's Electric Haulage Shearer and its Electronic Control System) |
| 1.3 电牵引采煤机及其控制系统的未来发展趋势(Future Development Trend of Electric Haulage Shearer and its Control System) |
| 1.4 本文主要研究内容(The Main Work of this Article) |
| 2 采煤机分布式控制系统的架构设计与开发(Research and Development of Distributed Control System for Shearer) |
| 2.1 采煤机分布式控制系统的总体架构(The Overall Architecture of the Distributed Control System of the Shearer) |
| 2.2 采煤机分布式控制网络模型(Distributed Control Network Model for Coal Shearer) |
| 2.3 采煤机分布式电控系统总体功能设计( The Overall Functional Design of Shearer Distributed Electronic Control System) |
| 3 基于CAN总线的控制器的研发与检测(Development and Test of CAN Bus Controller) |
| 3.1 可编程逻辑控制器PLC的应用经验(Experience in PLC Application) |
| 3.2 主控制器的技术参数(Technical Parameters of the Master Controller) |
| 3.3 从控制器的技术参数(Technical Parameters of the Secondary Controller) |
| 3.4 控制器软件设计(Software Design of Controller) |
| 3.5 控制器的可靠性(The Reliability of the Controller is Defined) |
| 3.6 控制器的检测及检验(Controller Test and Inspection) |
| 4 分布式监控模块的开发(Development of Distributed Monitoring Module) |
| 4.1 分布式模块的研究(The Research of the Distributed Module) |
| 4.2 分布式模块的可靠性测试(Reliability Testing of Distributed Modules) |
| 5 状态监测与故障诊断系统研究(Research on Multi-sensor Information Fusion Technology and Fault Diagnosis) |
| 5.1 采煤机故障及诊断技术存在的主要问题(Main Problems of Shearer Fault and Diagnosis Technology) |
| 5.2 基于CAN总线的采煤机状态监测及故障诊断系统设计与研制(Design and Development of a Shearer Condition Monitoring and Fault Diagnosis System Based on CAN Bus) |
| 5.3 采煤机远程诊断系统设计(Design of the Remote Diagnosis System of the Shearer) |
| 6 采煤机智能化功能设计与实现(Intelligent Design of Distributed Control System Based on Shearer) |
| 6.1 滚筒高度自动调节技术(Roller Height Automatic Adjustment Technology) |
| 6.2 牵引速度自动调节技术(Automatic Haulage Speed Adjustment Technology) |
| 6.3 基于地理信息系统(GIS)的采煤机定位与煤层识别技术(Shearer Positioning and Coal Seam Identification Technology Based on Geographic Information System (GIS)) |
| 6.4 基于TD-LTE制式的采煤机无线数据传输系统(Wireless Data Transmission System of Shearer Based on TD-LTE) |
| 7 结论与展望(Conclusion and Expectation ) |
| 7.1 结论(Conclusion) |
| 7.2 展望(Expectation) |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）智能化综采工作面液压支架自适应跟机关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 课题研究现状与存在问题 |
| 1.2.1 课题研究现状 |
| 1.2.2 存在的问题 |
| 1.3 课题研究内容及技术路线 |
| 1.4 课题研究意义 |
| 2 液压支架自适应跟机系统设计及研究 |
| 2.1 液压支架结构特征与电液控制系统的设计 |
| 2.1.1 液压支架的结构特征 |
| 2.1.2 液压支架电液控制系统架构设计 |
| 2.2 液压支架跟机数学模型 |
| 2.2.1 液压支架跟机逻辑基本原理 |
| 2.2.2 液压支架全工作面跟机流程 |
| 2.2.3 液压支架跟机控制模型 |
| 2.3 液压支架跟机参数计算模型 |
| 2.3.1 动作时长的确定方法 |
| 2.3.2 液压支架动作时长测试验证 |
| 2.3.3 动态优化模型 |
| 2.4 液压支架位姿状态自主调偏调斜方法的研究 |
| 2.4.1 液压支架位姿调斜调偏理论分析 |
| 2.4.2 液压支架调斜调偏装置整体设计 |
| 2.4.3 液压支架底座调斜技术 |
| 2.4.4 液压支架尾部调偏技术 |
| 2.4.5 液压支架调斜调偏控制模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 液压支架跟机运行动力自适应供给的方法研究 |
| 3.1 液压支架静态动作过程供液特征仿真分析 |
| 3.1.1 乳化液泵的结构特征 |
| 3.1.2 乳化液泵供液特征仿真分析 |
| 3.2 基于阈值的供液系统启停泵决策方法 |
| 3.3 影响供液的因素分析 |
| 3.4 乳化液泵站自适应启停泵决策模型的设计 |
| 3.5 乳化液泵站自适应启停泵决策模型建模 |
| 3.5.1 数据预处理 |
| 3.5.2 模型构建 |
| 3.6 实际验证与结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 液压支架跟机推移直线度自适应控制方法的研究 |
| 4.1 刮板输送机结构特征 |
| 4.2 刮板输送机位姿状态自适应控制策略 |
| 4.2.1 刮板输送机位姿状态及影响因素 |
| 4.2.2 刮板输送机横向移动规律及弯曲机理 |
| 4.2.3 刮板输送机横向弯曲理论计算 |
| 4.2.4 计算模型的评价与验证 |
| 4.2.5 工作面实际应用 |
| 4.3 刮板输送机直线定位推移技术研究 |
| 4.3.1 刮板输送机直线定位推移原理 |
| 4.3.2 刮板输送机直线定位推移模型 |
| 4.3.3 刮板输送机直线定位推移过程 |
| 4.3.4 直线定位推移过程中溜槽位置的确定 |
| 4.3.5 直线定位推移集中控制 |
| 4.3.6 刮板机纵向移动与采煤机的位置关系 |
| 4.3.7 刮板输送机自动取直误差分析与控制 |
| 4.3.8 以刮板机为基准的工作面自适应找直策略 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 液压支架跟机运行采煤机自适应截割方法研究 |
| 5.1 采煤机结构特征 |
| 5.2 采煤机截割工艺 |
| 5.2.1 采煤机割煤工艺流程 |
| 5.2.2 采煤机记忆截割工艺流程 |
| 5.3 采煤机记忆截割自适应调高方法 |
| 5.4 采煤机记忆截割自适应调速方法 |
| 5.4.1 系统自适应控制器算法原理 |
| 5.4.2 模型预测控制器的设计 |
| 5.4.3 模型预测控制器的改进优化 |
| 5.4.4 模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 工业试验及实际应用 |
| 6.1 工业性试验目的 |
| 6.2 工业试验方案 |
| 6.3 工业试验设备 |
| 6.4 液压支架自适应位姿调斜调偏工业试验 |
| 6.4.1 综采工作面试验条件 |
| 6.4.2 地面工业试验过程 |
| 6.4.3 井下实际应用过程 |
| 6.4.4 试验应用结论 |
| 6.5 液压支架自适应跟机控制工业试验 |
| 6.5.1 地面试验及参数测试 |
| 6.5.2 井下试验及参数测试 |
| 6.5.3 井下运行指标情况 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）采煤机电液复合制动协调控制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 采煤机变频调速技术 |
| 1.3.2 采煤机液压制动研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 采煤机制动系统分析 |
| 2.1 采煤机牵引部的结构及原理 |
| 2.1.1 采煤机牵引部介绍 |
| 2.1.2 无链式采煤机行走部 |
| 2.1.3 电动机回馈制动 |
| 2.2 采煤机液压制动器原理 |
| 2.2.1 制动器工作原理 |
| 2.2.2 液压制动器主要参数 |
| 2.3 采煤机受力分析 |
| 2.3.1 牵引阻力的计算 |
| 2.3.2 采煤机最大牵引阻力估算方法 |
| 2.4 采煤机惯性负载的计算 |
| 2.4.1 转动惯量计算方法 |
| 2.4.2 惯性负载计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 采煤机电—液复合制动系统建模 |
| 3.1 采煤机异步电动机矢量控制模型的建立 |
| 3.1.1 矢量控制的概念 |
| 3.1.2 异步电动机数学模型 |
| 3.1.3 异步电动机三相动态模型数学表达式 |
| 3.2 坐标变换 |
| 3.2.1 坐标变换基本思路 |
| 3.2.2 三相-两相变换(3/2变换) |
| 3.2.3 静止两相-旋转正交变换(2s/2r变换) |
| 3.3 采煤机牵引电动机调速模型建立 |
| 3.4 采煤机液压制动系统模型建立 |
| 3.4.1 采煤机液压系统原理 |
| 3.4.2 采煤机液压制动系统仿真分析 |
| 3.4.3 采煤机负载敏感液压制动系统模型建立 |
| 3.4.4 负载敏感变量泵模型 |
| 3.4.5 负载敏感阀模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 采煤机电—液复合制动系统协调控制研究 |
| 4.1 采煤机制动系统的性能指标 |
| 4.1.1 能量回收率 |
| 4.1.2 液压制动系统的发热量 |
| 4.1.3 采煤机电—液复合制动系统制动距离 |
| 4.2 分析系统参数对评估指标的影响 |
| 4.2.1 采煤机制动能量回收 |
| 4.2.2 采煤机制动距离 |
| 4.3 基于粒子群算法的采煤机电—液制动力优化分配 |
| 4.3.1 设计变量 |
| 4.3.2 粒子群优化算法 |
| 4.3.3 采煤机爬坡实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间所参与的科研项目及取得的成果 |
（5）复杂截割工况下采煤机动力传动系统自适应控制研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 滚筒采煤机发展历程及其自动化、无人化控制研究现状 |
| 1.2.1 滚筒采煤机发展历程 |
| 1.2.2 采煤机自动化控制研究现状 |
| 1.2.3 采煤机无人化控制研究现状 |
| 1.3 采煤机截割传动系统动力学研究现状 |
| 1.4 机电耦合传动系统动载荷控制的研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容和研究思路 |
| 2 采煤机截割-牵引系统机电耦合动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 采煤机截割-牵引系统机电耦合动力学模型 |
| 2.2.1 截割部机电耦合系统模型 |
| 2.2.2 牵引部机电耦合系统模型 |
| 2.2.3 驱动电机直接转矩控制系统模型 |
| 2.2.4 采煤机截割-牵引系统耦合关系 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 变载变速工况下采煤机传动系统机电动态特性及采煤综合性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 采煤机截割工况 |
| 3.3 突变工况下采煤机截割传动系统的机电动态特性 |
| 3.3.1 冲击载荷对截割传动系统机电动态特性的影响 |
| 3.3.2 直接转矩控制对截割传动系统机电动态特性的影响 |
| 3.3.3 电机电磁转矩波动对截割传动系统动载荷冲击能量的影响 |
| 3.4 滚筒变速截割对采煤综合性能的影响 |
| 3.4.1 滚筒运动参数对截割传动系统动态特性的影响 |
| 3.4.2 滚筒运动参数对采煤生产率的影响 |
| 3.4.3 滚筒运动参数对块煤率的影响 |
| 3.4.4 滚筒运动参数对截割比能耗的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 重载突变工况下采煤机截割传动系统动载荷自适应控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于自抗扰转矩补偿的采煤机截割传动系统动载荷主动控制 |
| 4.2.1 基于ADRC转矩补偿的动载荷主动控制思路 |
| 4.2.2 非线性ADRC控制器设计 |
| 4.2.3 仿真与结果分析 |
| 4.3 基于自抗扰转矩补偿的系统动载荷自适应抑制控制 |
| 4.3.1 自适应转矩补偿控制器设计 |
| 4.3.2 仿真与结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同煤岩状况下采煤机动力传动系统自适应优化控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同截割工况采煤综合性能最优的牵引-截割参数优化控制 |
| 5.2.1 采煤机综合截割性能多目标优化 |
| 5.2.2 采煤综合性能最优的牵引-截割参数优化控制 |
| 5.3 不同作业工况下采煤机动力传动系统自适应控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 采煤机传动系统机电动态特性及系统动载荷控制实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 采煤机动力传动系统实验台及其测控系统 |
| 6.2.1 采煤机动力传动系统实验台 |
| 6.2.2 实验台测控系统 |
| 6.3 台架实验及结果分析 |
| 6.3.1 突变工况下采煤机电机-齿轮系统的机电动态特性 |
| 6.3.2 滚筒变速截割对采煤机电机-齿轮系统机电动态特性的影响 |
| 6.3.3 自适应转矩补偿控制对系统动载荷抑制的实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目 |
（6）基于嵌入式系统的电磁调速采煤机主控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究课题的背景和意义 |
| 1.2 电牵引采煤机主控系统国内外发展现状 |
| 1.2.1 电牵引采煤机主控系统国外发展现状 |
| 1.2.2 电牵引采煤机主控系统国内发展现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容及组织结构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 主控系统结构分析和方案研究 |
| 2.1 主控系统结构介绍 |
| 2.2 主控系统的工作原理和功能分析 |
| 2.2.1 主控系统的工作原理 |
| 2.2.2 主控系统的功能分析 |
| 2.3 电磁调速采煤机运动控制模型分析 |
| 2.3.1 电磁调速采煤机运动控制分析 |
| 2.3.2 最小拍无波纹控制算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 主控系统硬件研究与实现 |
| 3.1 主控系统整体硬件功能划分 |
| 3.2 系统硬件电路注意事项 |
| 3.3 各功能模块硬件电路研究 |
| 3.3.1 CPU核心控制单元模块 |
| 3.3.2 总线型遥控器模块 |
| 3.3.3 数据输入输出电路研究与设计 |
| 3.3.4 电源模块电路设计 |
| 3.3.5 通信模块电路设计 |
| 3.3.6 SD卡数据存储电路设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 主控系统软件研究与实现 |
| 4.1 主控系统的程序设计原则和软件组织结构 |
| 4.1.1 程序设计原则 |
| 4.1.2 软件组织结构 |
| 4.2 嵌入式Linux系统移植 |
| 4.2.1 编译环境的构建 |
| 4.2.2 内核定制及移植 |
| 4.2.3 加载BootLoader程序 |
| 4.2.4 创建根文件系统 |
| 4.3 最小拍无波纹控制器的研究与实现 |
| 4.3.1 最小拍无波纹控制器原理 |
| 4.3.2 最小拍无波纹控制器设计 |
| 4.4 主控装置应用程序研究 |
| 4.4.1 后台应用程序设计 |
| 4.4.2 通讯管理机程序设计 |
| 4.4.3 总线型遥控器程序设计 |
| 4.4.4 通讯协议选择 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 系统性能仿真和试验 |
| 5.1 系统仿真 |
| 5.2 电磁调速采煤机主控系统试验 |
| 5.2.1 性能测试 |
| 5.2.2 Modbus通讯服务测试 |
| 5.3 系统可靠性分析 |
| 5.3.1 硬件抗干扰措施 |
| 5.3.2 软件抗干扰措施 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
（7）电磁调速电牵引采煤机离散时间控制系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 问题的提出 |
| 1.3 电牵引采煤机电控系统的现状和发展趋势 |
| 1.3.1 国内外采煤机的电控系统技术现状 |
| 1.3.2 国内外数字离散控制系统技术现状 |
| 1.3.3 嵌入式系统在采煤机牵引电控系统中的应用 |
| 1.4 本论文研究内容及研究意义 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 1.4.4 研究意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 电磁调速电牵引采煤机连续时间控制模型 |
| 2.1 电磁调速电机的特性及采煤机工作特性 |
| 2.1.1 电磁调速电机的电枢特性分析及机械特性 |
| 2.1.2 电磁调速电牵引采煤机的调速方式 |
| 2.2 电磁调速电牵引采煤机连续时间系统建模分析 |
| 2.2.1 电磁调速电牵引采煤机的系统环节模型 |
| 2.2.2 电磁调速电牵引采煤机的单一速度闭环控制 |
| 2.2.3 电磁调速电牵引采煤机牵引双闭环模型分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 电磁调速电牵引采煤机离散时间控制器设计 |
| 3.1 电磁调速采煤机连续控制离散化的必要性及方法 |
| 3.2 电磁调速采煤机的双闭环控制器设计 |
| 3.2.1 电磁调速采煤机的电流环离散控制器设计 |
| 3.2.2 电磁调速采煤机的速度环离散控制器设计 |
| 3.3 电磁调速采煤机的离散系统的性能分析 |
| 3.4 电磁调速采煤机双闭环控制器参数整定的必要性及方法 |
| 3.5 基于标准继电反馈的电磁调速采煤机双闭环控制器整定 |
| 3.6 基于偏置继电反馈的电磁调速采煤机双闭环控制器整定 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 电磁调速电牵引采煤机分数阶控制器研究 |
| 4.1 电磁调速采煤机分数阶PID控制器的研究方法 |
| 4.2 电磁调速采煤机分数阶PID控制器的设计 |
| 4.3 电磁调速采煤机分数阶控制器的仿真试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电磁调速电牵引采煤机速度输出优化研究 |
| 5.1 电磁调速电牵引采煤机速度插补恢复的必要性 |
| 5.2 电磁调速采煤机速度预测理论及应用 |
| 5.2.1 最小二乘速度拟合预测 |
| 5.2.2 维纳滤波预测 |
| 5.2.3 常增益 α-β 预测 |
| 5.3 电磁调速采煤机的卡尔曼速度预测 |
| 5.4 电磁调速采煤机常规速度规划 |
| 5.5 电磁调速采煤机改进S型曲线规划 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 电磁调速电牵引采煤机嵌入式电控系统实现 |
| 6.1 电磁调速电牵引采煤机电控系统硬件架构 |
| 6.2 电磁调速电牵引采煤机通讯管理主机 |
| 6.3 采煤机外设通道设计 |
| 6.3.1 数字量扩展 |
| 6.3.2 模拟量扩展 |
| 6.4 采煤机通信电路设计 |
| 6.4.1 串口通讯 |
| 6.4.2 无线通讯 |
| 6.5 电磁调速采煤机电控系统的软件结构 |
| 6.6 嵌入式Linux的剪裁和移植 |
| 6.7 Modbus通信服务器 |
| 6.8 电磁调速电牵引采煤机双闭环控制器软件 |
| 6.9 本章小结 |
| 第七章 电磁调速电牵引采煤机综合试验 |
| 7.1 电磁调速电牵引采煤机电控系统试验 |
| 7.1.1 电磁调速电机控制运行试验 |
| 7.1.2 通讯管理机嵌入式Linux系统运行试验 |
| 7.1.3 电磁调速电牵引采煤机电控系统联调运行试验 |
| 7.2 电磁兼容及环境试验 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论及创新点 |
| 8.1.1 主要研究结论 |
| 8.1.2 主要完成的工作 |
| 8.1.3 创新点 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）采煤机机电液短程截割传动系统设计与性能分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 滚筒采煤机概述 |
| 1.1.1 滚筒采煤机组成 |
| 1.1.2 截割部结构 |
| 1.2 国内外采煤机的研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 国外研究现状与发展 |
| 1.2.2 国内研究现状与发展 |
| 1.3 本课题研究意义和主要内容 |
| 1.3.1 本课题的研究意义 |
| 1.3.2 本课题的主要内容 |
| 2 采煤机机电液短程截割传动系统方案设计 |
| 2.1 MG300/700 型电牵引采煤机结构概述 |
| 2.1.1 MG300/700 型电牵引采煤机组成 |
| 2.1.2 MG300/700 型电牵引采煤机工作原理 |
| 2.1.3 MG300/700 型电牵引采煤机主要技术参数 |
| 2.2 采煤机机电液短程截割传动系统设计思路 |
| 2.3 采煤机机电液短程截割传动系统组成及原理 |
| 2.4 采煤机机电液短程截割传动系统参数匹配与关键部件选型 |
| 2.4.1 机电液短程截割传动系统参数匹配 |
| 2.4.2 机电液短程截割传动系统关键部件选型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 采煤机机电液短程截割传动系统关键部件的模型建立 |
| 3.1 截割电机模型 |
| 3.1.1 截割电机数学模型 |
| 3.1.2 截割电机仿真模型 |
| 3.2 泵控马达模型 |
| 3.2.1 泵控马达数学模型 |
| 3.2.2 变量泵仿真模型 |
| 3.2.3 液压马达仿真模型 |
| 3.3 蓄能器模型 |
| 3.3.1 蓄能器数学模型 |
| 3.3.2 蓄能器仿真模型 |
| 3.4 机电液传动系统控制器设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 采煤机机电液短程截割传动系统建模和仿真分析 |
| 4.1 采煤机机电液短程截割传动系统建模 |
| 4.2 采煤机机电液短程截割传动系统调速性能分析 |
| 4.2.1 截割滚筒空载条件下调速性能分析 |
| 4.2.2 截割滚筒带载条件下调速性能分析 |
| 4.3 采煤机机电液短程截割传动系统抗冲击性能分析 |
| 4.4 采煤机机电液短程截割传动系统效率分析 |
| 4.4.1 截割电机效率分析 |
| 4.4.2 变量泵和液压马达效率分析 |
| 4.4.3 机电液短程截割传动系统效率仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 采煤机整机联合仿真分析 |
| 5.1 AMESim-Simulink联合仿真技术及基本原理 |
| 5.1.1 联合仿真软件的设置 |
| 5.1.2 联合仿真的基本原理 |
| 5.2 采煤机截割滚筒模型 |
| 5.2.1 截割滚筒概述 |
| 5.2.2 截割滚筒负载数学模型 |
| 5.2.3 截割滚筒负载仿真模型 |
| 5.3 采煤机牵引传动系统模型 |
| 5.3.1 牵引电机调速模型 |
| 5.3.2 牵引系统仿真模型 |
| 5.4 采煤机综合性能分析 |
| 5.4.1 采煤机联合仿真模型 |
| 5.4.2 采煤机自适应控制策略 |
| 5.4.3 采煤机综合性能仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读学位期间申请的专利 |
| C. 作者在攻读学位期间参加的科研项目目录 |
（9）电牵引采煤机馈能型牵引系统的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 采煤机馈能型牵引系统国内外的研究现况 |
| 1.2.1 国外研究现况 |
| 1.2.2 国内研究现况 |
| 1.3 电机控制系统的一般问题 |
| 1.4 设计电机馈能型牵引系统的必要性和可行性 |
| 1.5 本课题研究的主要内容 |
| 2 采煤机的牵引调速特性及调速方式 |
| 2.1 采煤机牵引系统 |
| 2.2 采煤机牵引调速系统特性 |
| 2.3 采煤机的牵引调速系统 |
| 2.4 采煤机的牵引调速方式 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 矢量控制馈能型牵引系统 |
| 3.1 矢量控制技术 |
| 3.2 空间电压矢量 PWM |
| 3.2.1 SVPWM 磁通正弦基本原理 |
| 3.2.2 SVPWM 算法分析 |
| 3.3 三相电压源型整流器等效电路及数学模型 |
| 3.3.1 电压源型整流器理想开关模型分析 |
| 3.3.2 三相电压源型整流器理想开关数学模型 |
| 3.3.3 三相电压源型整流器两相同步旋转 dq 坐标系模型分析 |
| 3.4 三相全控整流电路的控制策略 |
| 3.5 异步电动机矢量控制系统控制策略 |
| 3.6 系统能量回馈电网并网分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 馈能型牵引调速系统的硬件设计 |
| 4.1 馈能型变频器主电路设计 |
| 4.2 信号检测电路设计 |
| 4.3 信号检测锁相倍频电路 |
| 4.4 信号检测钳位保护电路 |
| 4.5 功率开关管驱动电路的设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 馈能型牵引调速系统的软件设计 |
| 5.1 主程序的研究分析 |
| 5.2 磁链观测器的软件设计 |
| 5.3 无速传感器控制流程 |
| 5.4 SVPWM 算法分析实现流程 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 馈能型牵引调速系统的仿真实验分析 |
| 6.1 三相全控整流电路的 MATLAB 仿真设计与分析 |
| 6.1.1 坐标变换在 MATLAB 中实现 |
| 6.1.2 SVPWM 生成模块 MATLAB 实现 |
| 6.1.3 三相全控整流在 MATLAB 中仿真 |
| 6.2 异步电动机无速传感器矢量控制系统分析 |
| 6.2.1 转子磁链的旋转坐标系下的电流模型 |
| 6.2.2 异步电动机无速传感器应用分析 |
| 6.2.3 异步电动机控制策略仿真分析 |
| 6.3 改进型转速 PI 算法调速仿真分析 |
| 6.4 双 PWM 矢量控制牵引系统能量回馈仿真分析 |
| 6.5 交流采样调理锁相倍频电路实验分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 1. 主要研究内容和结论 |
| 2. 课题展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于嵌入式技术的电磁调速采煤机控制装置研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本论文所做的工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 相关技术研究 |
| 2.1 嵌入式控制技术 |
| 2.1.1 嵌入式系统组成 |
| 2.1.2 嵌入式系统发展现状与趋势 |
| 2.2 ARM 系统架构 |
| 2.3 UC/OS-II 实时操作系统简介 |
| 2.4 模糊控制技术研究 |
| 2.4.1 模糊控制技术简介 |
| 2.4.2 模糊控制技术应用 |
| 2.4.3 模糊集合与隶属函数 |
| 2.4.4 模糊控制系统组成 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 采煤机的调速方式以及调速特性研究 |
| 3.1 采煤机结构组成 |
| 3.2 采煤机调速方式 |
| 3.3 采煤机调速特性 |
| 3.3.1 恒牵引力、恒功率特性 |
| 3.3.2 四象限特性 |
| 3.3.3 截割功率调速特性 |
| 3.4 采煤机的调速系统组成 |
| 3.4.1 交流变频调速系统 |
| 3.4.2 电磁调速系统 |
| 3.4.3 开关磁阻调速系统 |
| 3.5 电磁调速电牵引采煤机 |
| 3.5.1 电磁调速采煤机的调速系统 |
| 3.5.2 电磁调速采煤机的特点 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 系统硬件模块设计 |
| 4.1 主控制部结构 |
| 4.2 主控器模块的设计 |
| 4.2.1 CAN 总线通讯接口设计 |
| 4.2.2 主控制电路设计 |
| 4.2.3 系统电源电路 |
| 4.3 Modbus 通讯电路设计 |
| 4.4 端头监测站模块的设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统软件模块设计 |
| 5.1 系统工作原理 |
| 5.2 主程序的研究分析 |
| 5.3 驱动程序设计 |
| 5.3.1 开发环境简介 |
| 5.3.2 CAN 总线通讯模块软件设计 |
| 5.4 速度测量模块软件设计 |
| 5.5 速度调节模块软件设计 |
| 5.6 电磁调速电牵引采煤机控制系统的仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士期间发表的论文和科研成果 |
四、电磁调速电牵引采煤机关键技术开发（论文参考文献）
- [1]采煤机技术发展历程（三）——电牵引采煤机[J]. 葛世荣. 中国煤炭, 2020(08)
- [2]电牵引采煤机分布式控制系统的研究与开发[D]. 王雪松. 中国矿业大学, 2020(03)
- [3]智能化综采工作面液压支架自适应跟机关键技术研究[D]. 李昊. 中国矿业大学(北京), 2020(04)
- [4]采煤机电液复合制动协调控制研究[D]. 韩灏. 太原科技大学, 2019(04)
- [5]复杂截割工况下采煤机动力传动系统自适应控制研究[D]. 葛帅帅. 重庆大学, 2018(09)
- [6]基于嵌入式系统的电磁调速采煤机主控系统研究[D]. 任建涛. 河北工程大学, 2016(08)
- [7]电磁调速电牵引采煤机离散时间控制系统研究与实现[D]. 何明星. 中国矿业大学(北京), 2016(07)
- [8]采煤机机电液短程截割传动系统设计与性能分析[D]. 邹佳航. 重庆大学, 2015(06)
- [9]电牵引采煤机馈能型牵引系统的研究[D]. 曹会启. 黑龙江科技大学, 2014(01)
- [10]基于嵌入式技术的电磁调速采煤机控制装置研究[D]. 马毅飞. 河北工程大学, 2013(04)