基于自适应控制的带式输送机可控起动.pdf

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1、基于自适应控制的带式输送机可控起动张明李鑫方敏陈薇任文娟合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009摘要：结合最小二乘法和加权最小方差控制算法，首先对未知的带式输送机系统建立模型，再利用自适应控制理论对胶带的速度进行控制。通过Matlab编程，实现整个系统的仿真实验。结果表明，辨识得到系统的参数，通过自适应控制能够满足实际应用的需求。关键词：带式输送机；可控起动；系统辨识；自适应控制；Matlab中图分类号：TH222文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)06—0055—05Abstract：Combiningtheleastsquaresm

2、ethodandtheweightedminimumvariancecontrolalgorithm，thepaperfirstbuildsmodelofunknownbeltconveyorsystem，andthenwiththeuseofself-adaptivecontroltheo~，controlsthespeedofthebeh，andrealizesthesimulationtestoftheentiresystemthroughtheMatlabprogramming．Theresultsshowthatthesystemparameterso

3、btainedbyrecognition，canmeetthedemandofthepracticalapplicationviatheself-adaptivecontro1．Keywords：beltconveyor；controllablestart—up；systemrecognition；self-adaptivecontrol；Matlab0引言带式输送机是现代工业生产过程中组成有节奏的流水作业运输线所不可缺少的部分，由于其运输量、运输成本、距离、地形限制等方面有其1．传动装置2．给料装置3．输送带4．托辊特殊的优势，因此在现代化工业中的应用越来越5

4、．尾部滚筒6．改向滚筒7．拉紧配重广泛。随着带式输送技术的发展和工业生产规模8．拉紧滚筒9．改向滚筒的扩大，带式输送机朝着长距离、高速化、大功图1带式输送机结构图率方向发展。带式输送机是1个复杂的机电系统，由闭环只能是1个已知的系统，即参数已知、状态已知。输送带、托辊、传动滚筒、改向滚筒、驱动装置、带式输送系统的参数则是未知的，传统的控制方拉紧装置及制动装置等单元构成，见图1。带式输法已不能适用于这个系统，而自校正自适应控制送机的控制目标是针对不同的地形和在非稳定运适用于这种状态已知、参数未知的系统。要对1行状态(如起动、制动、变载等工况)下，保证个系统实现自适

5、应控制，首先需知道被控对象的系统安全平稳的起动、运行，这可以通过带式输结构和参数，也即首先获得系统的数学模型。送机的速度控制来实现。由于输送带的粘弹性性1带式输送机建模及分析质和阻力的作用，施加的驱动力不能同时传递到整个输送带的各个点上，而是在输送带上形成张对于1个未知的被控对象，要想对其施加控力波，速度沿着胶带逐渐地传输。因此输送带上制策略，应首先对被控对象建立合适的数学模型，因此要对带式输送机进行可控起动，先建立其数的各点速度、加速度及张力变化很大，若不施加控制，输送带张力可能会发生突变使胶带产生更学模型。考虑到带式输送机的时变性，研究驱动装置、张紧装置、输

6、送带、滚筒等单元相互作用大的变形，从而导致带式输送机运行不稳定，甚下带式输送机的动态特性，基于有限元法建立其至引起输送带撕裂、断带，降低系统工作的安全性。动态数学模型。具体的建模方法是将带式输送机划分为有限传统的控制方法如PID控制等，其控制对象一《起重运输机械》2011(6)．55—个单元，得到其离散模型，设输送机系统为头部采用有限元分析法得到的系统模型阶次较高，驱动，输送带被分成n段，如图2所示。按照该模型设计的控制器阶次也会很高，导致控制实施过程的时滞效应非常明显，而且该模型的参数不易获得，则其在以后的控制器设计中非常不方便。为了解决这个问题，本文采用了基

7、于最小二乘法建模，可以通过系统辨识获得较为简单的模型参数，系统的模型阶次不会太高，便于之后控制器的设计。2基于最小二乘法的带式输送机模型在系统辨识领域中，最小二乘法是1种基本图2输送机动力学模型的估计方法，可用于动态系统，也可用于静态系统，既可用于离线估计，也可用于在线估计。把通过对带式输送机各部件的特性分析，最后待辨识的系统看作“黑箱”，它只考虑系统的输入将分析这些部件组合在一起所形成的系统的特性。输出特性，而不强调系统的内部机理。系统数学模型的建立是以牛顿第二定律为基础的，考虑随机模型的参数估计问题时，首先考虑即系统中的某个质量的惯性力等于作用于该质量单输入

8、单输出系统SISO，如图