基于電控機(jī)械式自動變速器的膠帶輸送機(jī)軟起動控制特性研究.pdf

1、膠帶輸送機(jī)軟起動裝置普遍存在價(jià)格昂貴、維護(hù)成本高的問題，低成本軟起動裝置成為市場需求的方向。重型電控機(jī)械式自動變速器(AMT)以其傳遞扭矩大、成本低在重型車輛中得到了廣泛應(yīng)用，將其用作膠帶輸送機(jī)的軟起動裝置是AMT應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新，具有巨大的市場價(jià)值。
　　本文在國家自然科學(xué)基金《放頂煤支架尾梁振動信號分析法檢測頂煤放落程度研究》)的資助下，對AMT軟起動膠帶輸送機(jī)的起步過程控制和換擋過程控制進(jìn)行了深入研究。論文的主要工作及研究成果

2、如下:
　　(1)建立AMT軟起動膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)的力學(xué)模型。根據(jù)AMT軟起動膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)的動力傳遞原理，建立了AMT傳動系統(tǒng)動力學(xué)方程。通過建立膠帶輸送機(jī)力學(xué)模型，分析了輸送帶不打滑條件、物料不滑動條件和輸送帶的運(yùn)動方程。通過建立離合器、TB制動器、電磁閥的力學(xué)模型，分析了AMT氣動系統(tǒng)的時(shí)滯性。所建AMT系統(tǒng)的動力學(xué)模型能夠描述膠帶輸送機(jī)的動力傳遞過程，體現(xiàn)AMT氣動系統(tǒng)的時(shí)滯性，為后續(xù)起步和換擋控制方法研究奠定基礎(chǔ)。

3、　　(2)研究AMT軟起動膠帶輸送機(jī)的軟起動加速度控制曲線。通過對常用五種膠帶輸送機(jī)軟起動曲線特性的優(yōu)缺點(diǎn)分析，提出了適合AMT軟起動膠帶輸送機(jī)的梯形和直角梯形軟起動加速度曲線。利用AMESim軟件建立AMT軟起動膠帶輸送機(jī)的動態(tài)仿真模型，對比分析了梯形和直角梯形加速度起動曲線下AMT軟起動膠帶輸送機(jī)的動態(tài)響應(yīng)，從膠帶輸送機(jī)輸送帶速度、加速度、沖擊度和張力參數(shù)的變化來看兩種軟起動曲線可滿足軟起動要求。
　　(3)研究起步過程負(fù)載參

4、數(shù)估計(jì)方法。針對負(fù)載參數(shù)對換擋過程控制的影響，提出了一種基于起步過程半接合點(diǎn)的負(fù)載阻力矩估計(jì)和基于遞推最小二乘法的負(fù)載慣量遞推估計(jì)方法。根據(jù)起步過程半接合點(diǎn)的位置信息和離合器扭矩位移特性，得到負(fù)載阻力矩估計(jì)值。根據(jù)加速階段離合器位移和輸出軸轉(zhuǎn)速，構(gòu)建負(fù)載慣量估計(jì)模型，采用遞推最小二乘算法對負(fù)載慣量估計(jì)模型進(jìn)行在線估計(jì)。
　　(4)設(shè)計(jì)AMT軟起動膠帶輸送機(jī)起步過程離合器接合各階段的控制器。根據(jù)軟起動目標(biāo)要求，給出了軟起動品質(zhì)評價(jià)指

5、標(biāo)和控制需求。通過對起步過程的分析，確定各階段的控制任務(wù)，分別設(shè)計(jì)了離合器空行程階段、克服阻力階段、加速階段的控制器。為控制起步瞬間輸送帶沖擊度和減小滑摩功損耗，克服阻力階段采用基于拋物線位移曲線的數(shù)據(jù)驅(qū)動CFDL-MFAC控制算法進(jìn)行了離合器位移跟蹤。為便于AMT控制，將加速階段對輸送帶加速度和沖擊度的控制等效為對輸出軸角加速度和沖擊度的控制，采用沖擊度補(bǔ)償模糊PID控制算法對直角梯形加速度控制曲線進(jìn)行跟蹤。
　　(5)研究無同

6、步器式AMT同步換擋控制策略。提出了基于輸入軸制動的同步轉(zhuǎn)速差升擋策略和基于輸入軸等待輸出軸降速的同步降擋策略。通過對同步升擋和同步降擋的理論分析，設(shè)計(jì)了輸入軸控制量算法，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的滯后性，以同步轉(zhuǎn)速差條件作為換擋時(shí)刻的依據(jù)。根據(jù)TB制動特性，采用基于控制限幅的PD控制算法對TB制動器進(jìn)行控制，用于跟蹤由輸入軸期望轉(zhuǎn)速算法得到的輸入軸降速曲線規(guī)律，直至達(dá)到同步轉(zhuǎn)速差要求。
　　(6)設(shè)計(jì)AMT軟起動膠帶輸送機(jī)換擋過程離合器接合

7、各階段的控制器。根據(jù)軟起動目標(biāo)要求，給出了換擋品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)和控制需求。為控制輸送帶沖擊度，克服阻力階段采用基于拋物線位移曲線的數(shù)據(jù)驅(qū)動CFDL-MFAC控制算法進(jìn)行了離合器位移跟蹤。以負(fù)載參數(shù)識別為基礎(chǔ)，在加速階段采用基于接合位置預(yù)測與修正的模糊PID控制方法對輸出軸直角梯形角加速度控制曲線進(jìn)行了跟蹤。
　　(7)設(shè)計(jì)AMT軟起動膠帶輸送機(jī)的電子控制系統(tǒng)。給出了AMT電子控制系統(tǒng)總體控制方案及底層、中間層和上層軟件的設(shè)計(jì)框架，為試