本文關(guān)鍵詞：礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺的系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 礦用車輛 實(shí)驗(yàn)臺技術(shù) 阻力模型 慣量模擬 控制策略

【摘要】：近年來,我國的煤礦井下輔助運(yùn)輸事業(yè)取得了一定的發(fā)展,國內(nèi)已經(jīng)研制開發(fā)了數(shù)種井下輔助運(yùn)輸設(shè)備,從目前的出現(xiàn)的輔助運(yùn)輸方式來看,礦山的輔助運(yùn)輸方式主要包括:有軌運(yùn)輸和無軌運(yùn)輸兩種方式,其主要的動力源為電動機(jī)和柴油機(jī)。煤礦本就是高危場所,對工作環(huán)境要求較高,而電動機(jī)和柴油機(jī)如果不能正常工作極有可能會衍生出安全隱患,如電動機(jī)燒壞溫度過高,柴油機(jī)排放超標(biāo)等都可能引起煤礦瓦斯爆炸等事故。因此,有必要為礦用輔助運(yùn)輸設(shè)備動力源搭建一個(gè)動力傳動測試實(shí)驗(yàn)臺,而現(xiàn)在礦井中使用的是單動力源的測試平臺,比如電力傳動實(shí)驗(yàn)臺和柴油機(jī)測試平臺,所以將電機(jī)與柴油機(jī)測試整合在同一個(gè)系統(tǒng)中能節(jié)省開發(fā)成本和利用空間,這樣就能模擬礦井運(yùn)輸?shù)墓r來測試電動機(jī)和柴油機(jī)的性能,這樣既能保證動力源能正常工作同時(shí)也能對動力是否適應(yīng)新的工作環(huán)境做實(shí)驗(yàn)測試。本文主要對礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)進(jìn)行了研究,并建立仿真模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。闡述了礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)和所需用到的技術(shù)。首先介紹了柴油機(jī),被測電動機(jī)和測功機(jī)的控制技術(shù),為后文進(jìn)行控制策略的開發(fā)和建模仿真提供理論依據(jù)。然后對車輛在運(yùn)行過程慣量的存在進(jìn)行闡述和慣量模擬的必要性,并對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。緊接著對礦用車輛運(yùn)行過程中阻力進(jìn)行分析研究,考慮了有軌和無軌運(yùn)輸?shù)牟煌挠绊懸蛩睾蠼⒘藢?yīng)的數(shù)學(xué)模型。最后對實(shí)驗(yàn)臺的測控技術(shù)進(jìn)行了介紹,包括CAN總線通信技術(shù)和LabVIEW測試技術(shù)等。礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺總體設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分:煤礦中功率為50~300kW柴油機(jī)和功率為90~315kW交流電機(jī)基本能滿足運(yùn)輸需求,再根據(jù)前面介紹的控制技術(shù)選擇對應(yīng)的柴油機(jī)控制器(ECU)和變頻器。著重研究了礦井中無極繩絞車和防爆柴油機(jī)無軌膠輪車在礦井中工況,通過對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出不同工況下所需要的阻力,轉(zhuǎn)矩以及慣量,選擇對應(yīng)的測功機(jī),開發(fā)對應(yīng)的控制策略和設(shè)計(jì)慣性飛輪組。根據(jù)不同的工況下所需的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩等特性參數(shù)選擇對應(yīng)的傳感器,聯(lián)軸器,數(shù)據(jù)采集器等。軟件設(shè)計(jì):主要介紹了軟件構(gòu)成的模塊及運(yùn)行流程,CAN總線接收和發(fā)送信號的種類及LabVIEW與CAN總線通信技術(shù)及可視化界面的搭建。實(shí)驗(yàn)臺測試平臺建模。在MATLAB/Simulink軟件環(huán)境中搭建柴油機(jī),電動機(jī)及測功機(jī)模型,根據(jù)不同控制策略將它們連接起來,形成完整的礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)仿真平臺。分別進(jìn)行了電動機(jī)和柴油機(jī)性能的仿真測試,根據(jù)對兩種礦用車輛實(shí)際的工況的分析,設(shè)置不同的控制策略進(jìn)行仿真分析,仿真分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果取得較好的一致。通過仿真分析的結(jié)果驗(yàn)證了礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺仿真平臺的正確性。
【關(guān)鍵詞】：礦用車輛 實(shí)驗(yàn)臺技術(shù) 阻力模型 慣量模擬 控制策略
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD52
【目錄】：

• 摘要6-8
• abstract8-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r15-17
• 1.3 論文的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺技術(shù)理論分析19-36
• 2.1 柴油機(jī)（電動機(jī)）控制技術(shù)19-26
• 2.1.1 柴油機(jī)控制技術(shù)20-21
• 2.1.2 被測電動機(jī)矢量控制技術(shù)21-24
• 2.1.3 測功機(jī)的控制技術(shù)24-26
• 2.2 慣量模擬技術(shù)26-27
• 2.3 負(fù)載模擬技術(shù)27-33
• 2.3.1 防爆柴油機(jī)無軌膠輪車與礦用絞車行駛阻力分析27-29
• 2.3.2 柴油機(jī)與電動機(jī)端負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性分析29-33
• 2.4 實(shí)驗(yàn)臺測控技術(shù)33-35
• 2.4.1 CAN總線通信技術(shù)33-34
• 2.4.2 Lab VIEW測試技術(shù)34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺總體設(shè)計(jì)36-58
• 3.1 柴油機(jī)控制器和電動機(jī)控制器的選擇36-39
• 3.1.1 柴油機(jī)控制器的選擇36-37
• 3.1.2 電動機(jī)控制器的選擇37-39
• 3.2 防爆柴油機(jī)無軌膠輪車和礦用絞車具體工況的研究39-42
• 3.2.1 防爆柴油機(jī)無軌膠輪車的工況分析39-41
• 3.2.2 礦用絞車的工況分析41-42
• 3.3 負(fù)載電機(jī)（測功機(jī)）的選擇42-44
• 3.4 負(fù)載電機(jī)控制單元44-45
• 3.4.1 ACS800變頻器概述44-45
• 3.4.2 ACS800變頻器相關(guān)設(shè)置45
• 3.5 慣量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)45-47
• 3.6 測控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)47-53
• 3.6.1 電源模塊48
• 3.6.2 數(shù)據(jù)采集模塊48-49
• 3.6.3 高精度、高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器49
• 3.6.4 高精度速度傳感器的選型49-50
• 3.6.5 萬向聯(lián)軸器50-52
• 3.6.6 電壓電流傳感器52-53
• 3.7 測控系統(tǒng)的軟件介紹53-57
• 3.7.1 軟件設(shè)計(jì)流程53-55
• 3.7.2 CAN總線通信技術(shù)55-56
• 3.7.3 Lab VIEW與CAN總線通信技術(shù)56
• 3.7.4 可視化測試界面56-57
• 3.8 本章小結(jié)57-58
• 第四章 礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺仿真平臺的建模58-69
• 4.1 柴油發(fā)動機(jī)模型的建立59-61
• 4.2 電動機(jī)矢量控制模型的建立61-63
• 4.3 測功機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制模型的建立63-66
• 4.4 交流電力測功機(jī)的仿真分析66-67
• 4.5 機(jī)械聯(lián)軸關(guān)系在仿真中系統(tǒng)中的處理方法67-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第五章 礦用車輛動力傳動實(shí)驗(yàn)臺的仿真分析69-83
• 5.1 礦用絞車不同工況下電動機(jī)的仿真分析69-76
• 5.1.1 礦用絞車工況分析69-70
• 5.1.2 電機(jī)傳動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Simulink的仿真分析70-76
• 5.2 電動機(jī)再生制動狀態(tài)的仿真76-77
• 5.3 防爆柴油機(jī)無軌膠輪車不同工況下的仿真分析77-82
• 5.3.1 柴油機(jī)速度特性仿真分析77-81
• 5.3.2 柴油機(jī)的負(fù)荷特性81-82
• 5.4 本章小結(jié)82-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 總結(jié)83-84
• 6.2 工作展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果88-89
• 致謝89-90

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本文編號：1036659