复合控制策略在矿井提升机起动阶段的应用研究论文_贾淼

淮南矿业集团谢桥煤矿 安徽淮南 232038

摘要:受矿井生产特性影响,矿井提升机运行过程会处于频繁的重载起动,在此重载起动过程中会出现速度为负值的现象,我们称之为下坠现象。采用复合控制理论可以解决这个重要问题。最后,通过MATLAB仿真软件对控制系统进行仿真验证,仿真结果表明所设计的复合控制系统能够很好的削弱甚至消除提升机起动过程存在的下坠现象。

关键词:矿井提升机;下坠现象;复合控制理论

矿井提升机在矿山开采生产过程中起着“咽喉”的作用,副井提升机负责人员和物料的提升,主井提升机负责煤炭和矸石的提升。因此,提升系统是否能够安全、平稳运行是煤矿安全管理的关键环节。提升机一个提升周期内要经过起动、加速、匀速、爬行、停车五个阶段,提升机能否平稳起动、实际运行速度曲线能够跟随给定S形速度曲线关系到提升机的安全运行。我们知道,矿井提升机是频繁处于重负载的运行周期内,起动速度会受负载的影响而出现瞬时速度为负值的状况,我们称之为提升机起动阶段的下坠现象。若提升机司机手动开车操作不熟练,甚至会出现提升机反转的可能,而且,负载越大,这个问题越发明显,严重影响了提升安全。因此,需要从提升系统控制结构为出发点,对起动阶段的控制系统进行改进,提出了复合控制策略以解决原有控制系统存在的弊端。

1、矿井提升机下坠现象的物理概念

由矿井提升机实际运行速度曲线可以看到,当提升机处于重载起动时会出现速度为负值的情况,通常称这一现象为矿井提升机的下坠现象。根据电力拖动自动控制系统的运动学方程:

3、系统仿真分析

通过MATLAB/SIMULINK仿真软件对原控制系统及采用复合控制系统后两种提升机控制系统的起动阶段进行仿真和波形分析。下图为提升机起动阶段(0—0.2s)的转速波形对比。从图2(a)可以看出未加复合控制系统前起动过程存在较为明显的下坠过程,转速出现反向情况,并且波动较大,当负载越大时,下坠现象越严重。图2(b)为采用复合控制系统后速度波形图,看以看出提升机下坠现象明显削弱,若给定预置静力矩参数选取精确,则能够消除下坠现象,提

升机安全运行系数得到了提高。

4、结论

本文通过对矿井提升机下坠现象产生的原因及对提升系统安全运行的影响,提出了采用复合控制策略解决下坠现象的原理和控制系统结构图。通过MATLAB仿真软件对控制系统进行仿真,通过波形可以看出复合控制策略可以明显的削弱甚至消除提升机起动过程存在的下坠现象,对提升机安全平稳运行起到了优化效果。

参考文献

[1] 阮毅 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2] 李发海 王岩.电机与拖动基础[M].北京:清华大学出版社,1994.

[3] 张崇巍 张兴.PWM整流器及其控制[M] .北京:机械工业出版社,2005.

[4] 王晓晨.矿井提升机双PWM交直交变频调速系统的研究[D] .中国矿业大学博士论文,2003

论文作者:贾淼

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第06期

论文发表时间:2019/7/31

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复合控制策略在矿井提升机起动阶段的应用研究论文_贾淼
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