串联盘式管道连续输送系统的力学分析及智能控制

论文摘要

本文根据散料运输的特点及我国散料运输机械发展的现状,提出一种新型的散料运输机械-串联盘式管道连续输送机。串联盘式管道连续输送机避免了散料运输过程中对环境造成的污染,而且它占地空间小,搬运方便,运输能力高等特点。此种运输机填补了我国散料运输的一项空白。本文阐述了串联盘式管道连续输送机的工作原理,并对其牵引钢丝绳的速度、加速度分析及在冲击载荷下的动张力分析等。根据散立体力学性质,分别对串联盘式管道连续输送机中间直线段,弯曲段运行阻力特性分析,确定串联盘式管道连续输送机牵引钢丝绳的牵引力。根据牵引钢丝绳速度和加速度分析结果及其牵引力,分析出串联盘式管道连续输送机驱动轮齿数的关系。在输送机控制方面,由螺旋输送机和串联盘式管道连续输送机组成的输送系统。采用传统的控制方式建模,发现其传递函数具有非线性,很难建立精确的数学模型,除此之外,在理论推导中,还有一些不确定参数,如物料堆积角k,物料的比重γ等。因此,本文采用BP神经网络整定的PID控制。此方法即解决了传统PID控制中存在的缺陷和不足。根据神经网络自适应,自学习和非线性映射能力,解决了非线性系统建模难的问题。通过神经网络PID控制,及MATLAB仿真结果,串联盘式管道连续输送机的电动机很好的跟踪控制输入值。结果表明该方法实用有效。

论文目录

• 1 绪 论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 串联盘式管道连续输送机
• 1.2.1 串联盘式管道连续输送机概述
• 1.2.2 串联盘式管道连续输送设备的优缺点
• 1.3 串联盘式管道连续输送设备国内外研究状况
• 1.3.1 串联盘式管道连续输送设备国外研究概况
• 1.3.2 串联盘式管道连续输送设备国内研究概况
• 1.4 课题研究主要任务
• 2 串连盘式管道连续输送机工作原理及牵引力的分析
• 2.1 串联盘式管道连续输送机工作原理
• 2.2 串联盘式管道连续输送机驱动系统运动分析
• 2.2.1 牵引钢丝绳速度分析
• 2.2.2 牵引钢丝绳加速度分析
• 2.3 牵引钢丝绳在冲击载荷下动张力分析
• 2.4 牵引钢丝绳的共振分析
• 2.5 串联盘式管道连续输送机中间直线段的力学动态分析
• 2.5.1 散粒体的力学性质
• 2.5.2 散粒体的内摩擦力
• 2.5.3 散粒体的计算模型
• 2.5.4 中间承载段货载的应力分析
• 2.5.5 动态货载的应力分析
• 2.6 输送物料所需牵引力的计算
• 2.7 运行阻力的确定
• 2.7.1 物料运行阻力
• 2.7.2 牵引钢丝绳及圆盘重力
• 2.7.3 圆盘与管道壁的摩擦阻力
• 2.7.4 弯曲段阻力
• 2.8 串联盘输送机牵引力的计算
• 2.9 驱动齿数的确定
• 3 串连盘式管道连续输送系统的建模分析
• 3.1 串联盘式管道连续输送机自动控制基本原理
• 3.2 控制结构的传递函数
• 3.2.1 传送函数
• 3.2.2 传送函数
• 3.3 结论
• 4 串连盘式管道连续输送系统的智能控制
• 4.1 智能控制概述
• 4.1.1 智能控制的基本概念
• 4.1.2 智能控制的研究对象
• 4.1.3 智能控制系统的类型
• 4.2 基于BP网络的PID控制
• 4.2.1 PID控制原理
• 4.2.2 神经网络的基本概念及BP网络的学习算法
• 4.2.2.1 神经元结构模型
• 4.2.2.2 神经网络
• 4.2.2.3 BP神经网络学习算法
• 4.2.2.3.1 误差逆传播（BP）神经网络校正方法
• 4.2.2.3.2 误差逆传递校正方法
• 4.2.2.3.3 BP网络的学习规则与计算方法
• 4.3 基于 BP神经网络的PID结构的确定
• 4.3.1 输入输出层的设计
• 4.3.2 隐含层数和层内节点数的选择
• 4.3.2.1 隐含层数的选择
• 4.3.2.2 隐含层节点数的确定
• 4.4 基于BP神经网络整定的PID控制算法
• 4.5 控制系统的数学模型建立
• 4.5.1 控制系统的非数学模型线性化
• 4.5.2 被控对象传递函数的离散化
• 5 串联盘管道式连续输送系统智能控制MATLAB仿真
• 5.1 仿真工具语言MATLAB简介
• 5.2 基于BP网络的PID控制器结构MATLAB仿真
• 5.3 小结
• 结论
• 致 谢
• 参考文献:
• 附录: