胶带输送机智能液压张紧控制技术的研究与应用

论文摘要

随着我国经济的高速发展,胶带式输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门。由于我国大型重载长距离胶带输送机张紧控制系统的核心部件长期依靠进口。因此本文针对胶带式输送机液压张紧装置设计了胶带输送机智能液压张紧控制系统。首先,本文介绍了目前胶带输送机液压张紧控制系统的发展现状,分析了目前我国技术中存在的各种问题。提出将单片机技术应用于胶带输送机液压张紧控制系统的设计当中,以提高其智能化水平,满足用户的多种需要。其次,阐述了液压张紧装置的构成,介绍了控制系统的工作原理,研究了蓄能器压力和液压缸压力(张紧力)保持的方法。通过控制液压泵的启停来实现蓄能器的压力保持,通过控制电液伺服阀的开口方向和开口大小保持张紧力的恒定。在早期的张紧控制系统中,系统压力波动通常会扰动液压缸张紧力,本控制系统通过控制电液伺服阀消除了这一扰动。实现了张紧力长时间保持在任一设定压力值。再次,本文详细阐述了胶带输送机专用仪表的设计原理和实现方法。主要从两个方面进行设计。首先是控制理论,通过对胶带输送机张紧控制系统的常用理论进行对比,结合MATLAB的仿真结果,确定了本控制系统所采用的控制理论。其次是胶带输送机智能液压张紧控制系统的硬件和软件设计,采用硬件和软件同时进行设计的方式,这样使硬件和软件的匹配度更好,系统运行更稳定和精度更高。系统硬件部分按模块设计的指导思想,使电子元器件相互干扰降到最低。软件按照功能模块进行编写,根据工况的不同主程序调用不同子程序来实现对张紧力的控制。最后,本文对于本系统的应用,设计了典型的电气图,并介绍了本系统的市场前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 胶带输送机的概述
• 1.2 液压张紧控制技术的现状及发展
• 1.2.1 液压张紧控制技术
• 1.2.2 液压张紧控制技术的国内外现状
• 1.2.3 液压张紧控制技术的发展
• 1.3 研制胶带输送机智能液压张紧控制系统的意义
• 1.4 论文主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 胶带输送机智能液压张紧控制系统设计方案
• 2.1 胶带输送机液压张紧控制技术的原理及任务分析
• 2.1.1 胶带输送机液压张紧系统的组成
• 2.1.2 胶带机液压张紧系统工作原理
• 2.2 智能单元硬件组成
• 2.2.1 电源选择
• 2.2.2 微处理芯片的选择
• 2.2.3 外接电路的选择
• 2.3 系统软件组成
• 2.3.1 数学模型
• 2.3.2 软件设计
• 2.3.3 编程软件
• 2.4 本章小结
• 第三章 胶带输送机液压张紧控制系统常用控制理论
• 3.1 胶带输送机张紧控制的传统控制算法
• 3.1.1 传统胶带输送机张紧控制算法的介绍
• 3.1.2 PID算法的分类
• 3.2 模糊控制理论
• 3.2.1 模糊控制的特点和发展
• 3.2.2 模糊控制的原理
• 3.3 模糊控制器与PID控制器的结合
• 3.4 本章小结
• 第四章 胶带输送机智能液压张紧控制系统的特性研究及仿真
• 4.1 胶带输送机张紧力控制系统特性
• 4.2 仿真软件
• 4.3 胶带输送机张紧力控制系统PID控制器仿真
• 4.4 胶带输送机张紧力控制系统模糊PID控制器的仿真
• 4.5 系统控制方案的选定
• 4.6 本章小结
• 第五章 胶带输送机智能液压张紧控制系统硬件设计
• 5.1 胶带输送机液压张紧装置的电液控制机构组成及设计
• 5.1.1 胶带输送机液压张紧装置电液控制系统的组成
• 5.1.2 胶带输送机液压张紧装置电液控制机构的硬件设计
• 5.2 单片机系统硬件电路单元的设计
• 5.2.1 单片机的电源模块和外围电路设计
• 5.2.2 数据采集接口电路设计
• 5.2.3 数据输出接口电路设计
• 5.2.4 电路的误差分析
• 5.2.5 串口通信
• 5.2.6 人机接口电路设计
• 5.3 硬件的抗干扰
• 5.4 本章小结
• 第六章 胶带输送机智能液压张紧控制系统软件设计
• 6.1 胶带输送机智能液压张紧控制系统的工作原理
• 6.2 系统的软件设计工作原理及软件设计
• 6.2.1 系统主程序的设计
• 6.2.2 系统初始化部分
• 6.2.3 数据处理部分
• 6.2.4 中断程序设计
• 6.2.5 张紧控制系统阶段运行程序设计
• 6.3 单片机外围接口模块的软件设计
• 6.3.1 键盘模块软件设计
• 6.3.2 LED模块软件设计
• 6.3.3 A/D模块软件设计
• 6.3.4 D/A模块软件设计
• 6.3.5 串口通信模块软件设计
• 6.4 软件抗干扰
• 6.5 本章小结
• 第七章 胶带输送机智能液压张紧控制系统的应用和软件测试
• 7.1 胶带输送机智能液压张紧控制系统的应用
• 7.1.1 胶带输送机智能液压张紧控制系统在实际工程中典型硬件连接
• 7.1.2 控制精度和应用
• 7.2 胶带输送机智能单元的软件测试
• 7.3 本章小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢