矿井提升机闸瓦间隙监控系统的研究

论文摘要

矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉,是矿山最重要的关键设备,是地下矿井与外界的唯一通道,肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。对提升机来说,运行的安全性与可靠性是至关重要的。长期以来,我国矿用提升机盘形闸制动间隙监测都是用非常原始的方法,即用两个限位开关来控制制动间隙和闸皮摩损,该方法误差大,操作起来费时费力,存在着极大的安全隐患。随着单片机技术的不断发展,采用单片机控制电液比例阀来调节闸瓦间隙可以使矿井提升机的闸瓦间隙监控性能得到极大的改善,其自动化水平、安全性、可靠性都达到了新的高度。在矿井提升机闸瓦间隙监控系统设计中,对液压调节闸间隙系统模型进行了分析,并利用MATLAB/SIMULINK建立了基于PID和自适应模糊PID控制器的仿真模型,其仿真结果验证了实际系统的可行性。而后又设计了闸控系统的实验室模拟系统,系统以AT89S52为核心,对其外围硬件电路进行了设计,并给出了系统的软件流程图,最后对系统的调试研究结果再次验证了基于单片机的矿井提升机闸瓦间隙监控系统的可行性,保证提升机可靠、准确地运行,实现了闸间隙的自动控制。调试和运行结果表明,该系统工作可靠、控制精度高,完全可以满足现场生产运行的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文选题的背景
• 1.2 本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势
• 1.3 本课题研究的意义
• 1.4 课题的主要工作及预期目标
• 1.5 本章小结
• 2 提升机闸瓦间隙监控系统介绍
• 2.1 矿井提升机制动系统工作原理
• 2.2 系统控制方案设计
• 2.3 本章小结
• 3 基于电液比例阀的闸间隙控制系统建模
• 3.1 闸瓦制动模型分析
• 3.2 电液比例控制技术概述
• 3.3 带位置调节型比例电磁铁直动式比例溢流阀的典型结构及工作原理
• 3.4 带位置调节型比例电磁铁的直动式比例溢流阀的数学模型
• 3.4.1 比例电磁铁数学模型的建立
• 3.4.2 比例溢流阀数学模型的建立
• 3.5 本章小结
• 4 基于模糊控制的闸控系统仿真研究
• 4.1 PID 控制
• 4.1.1 PID 控制原理
• 4.1.2 PID 控制参数整定的试凑法
• 4.1.3 PID 控制仿真研究
• 4.2 模糊控制
• 4.2.1 模糊控制器的基本原理
• 4.2.2 模糊逻辑控制器的设计内容
• 4.2.3 自适应模糊PID
• 4.2.4 自适应模糊PID 仿真研究
• 4.3 本章小结
• 5 矿井提升机闸控系统的模拟实验
• 5.1 实验室闸控模拟系统设计思路
• 5.2 闸控模拟系统设计原理图
• 5.3 硬件选型
• 5.3.1 微处理器
• 5.3.2 LED 显示控制芯片
• 5.3.3 电机驱动芯片
• 5.3.4 位移传感器
• 5.4 系统硬件电路的设计
• 5.4.1 控制系统电路
• 5.4.2 电机驱动电路
• 5.4.3 显示电路
• 5.4.4 传感器电路
• 5.4.5 报警电路
• 5.4.6 通信电路
• 5.5 系统软件设计
• 5.5.1 软件系统设计的原则
• 5.5.2 系统软件总设计框架及总流程图
• 5.5.3 单片机资源分配
• 5.5.4 AD 转换子程序设计
• 5.5.5 显示子程序设计
• 5.5.6 电机控制子程序设计
• 5.6 抗干扰措施的设计和实施
• 5.6.1 硬件可靠性设计
• 5.6.2 软件可靠性设计
• 5.7 模拟系统运行数据
• 5.8 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录