采煤机电液比例调高控制仿真研究.pdf

{ I I III II I I I III I III l l I Y 3 5 5 9 4 5 0 分类号T D 4 21 单位代码10 3 61 安蔽理工大擎 ㈧ 露一箩正一。鼍蚤 硕士学位论文 燃目采煤机电液比例调高控制仿真研究 作者姓名 专业名称 导师姓名 完成肘间 汪亮培 机械工程 彭天好教授 2 019 年6 月13 日 万方数据 中图分类号亘丝21 学科分类号垒鱼Q 垒主 论文编号 安徽理工大学 I l l l l l l l J l l l l l l J ll l l l J ll ll l l l l l l l ll l l l ] l l l l Y 3 5 5 9 4 5 0 硕士学位论文 采煤机电液比例调高控制仿真研究 作者姓名壅壶蟹 专业名称扭越王捏 研究方向扭直液二佳他 导师姓名墼云妊塾拯 导师单位塞徽理王太堂 答辩委员会主席萱抖枢 论文答辩日期2 0 1 9 年6 月2 日 安徽理工大学研究生处 年月日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni nM e c h a n i c a le n g i n e e r i n g ． S i m u l a t i o n r e s e a r c ho n p r o p o r t i o n a lh e i g h t c o n t r o lo f C O a lm l n l n ge l e c t r o m e c n a n l C a ll l q U l O ● ●●■●●●●●●● C a n d i d a t e W a n gL i a n g p e i 一一一 S u p e r v i s o r P r o f e s s o rP e n gT i a n h a o M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n gS c h o o l A n H u i U n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，T a i f e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致 谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得塞邀堡王太堂或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名l 圣盘遂日期垃年j 月上E l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞徽理工太学有保留、使用学位 论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权 单位属于塞徽理工太学。学校有权保留并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名汪面惺签字日期弦f 7 年占月眵日 导师签名 签字日期如f 【年／月腾日 万方数据 摘要 墒季 ●- 1 ■r 、 滚筒式采煤机是煤矿井下重要的采煤设备，其自动化程度直接影响到综采工 作面自动化水平。目前采煤机截割滚筒调高控制系统采用的主控阀普遍是电磁换 向阀，该系统在大功率惯性负载情况下由于无法进行流量调节且稳定性差很难适 应控制要求。自动化水平低也使得采煤机在开采时很难保证高效开采和安全作业， 因此提高其自动化水平显得尤为重要。故运用电液比例技术对采煤机调高控制系 统进行改造，以实现截割滚筒的自动调高。此外，随着计算机仿真技术的不断发 展，多领域、多软件协同仿真技术已是采煤机自动调高技术研究的重要技术手段。 本文以M G 2 0 0 ／4 4 6 ．W D 型薄煤层采煤机为研究对象，对采煤机调高液压控制 系统进行研究，建立电液比例方向阀到调高液压缸活塞杆位移的数学模型，并在 M A T L A B ／S i m u l i n k 中进行建模仿真，对比不同的控制策略下系统的动态特性。然 后在A M E S i m 软件中建立采煤机调高液压控制系统模型，分析系统在开环和闭环 时速度响应和负载扰动速度响应。在上述基础上构建M A T L A B ／S i n l u l i n k 和 A M E S i m 的电液比例调高系统的联合仿真模型，通过不同控制策略进行仿真，分 析了系统上调时速度响应、负载扰动速度响应仿真及滚筒在上调下调过程中速度 响应。再通过S o l i d w o r k s 软件建立采煤机调高机构部分的三维实体模型，并将模 型导入到A D 创ⅥS 软件中，构建采煤机调高机构的机械动力学模型，结合实际矿 井下采煤机工作情况对模型截割负载进行分析和模拟。最后运用A D A M S 、 A M E S i m 和M A T L A B 软件进行机械．液压．控制三个不同领域的协同仿真，分析采 煤机滚筒上调和摇臂整个摆动过程时系统的动态特性，并对比常规P I D 控制和单 神经元P I D 控制的控制效果。对于比较复杂的采煤机调高控制系统，利用多个领 域软件进行协同仿真更具有真实性和可靠性。多领域协同仿真结果表明采用常 规P I D 控制策略时，由于滚筒上调时速度响应慢超调较大且滚筒在下调过程中调 高液压缸活塞杆速度、无杆腔流量波动比较大，使得摇臂下调时产生抖动；而通 过单神经元P I D 控制策略对系统进行仿真，当滚筒上调时速度响应更快且在下调 过程中活塞杆的速度、无杆腔流量波动也得到明显改善。 m [ 7 6 】表[ 8 】参[ 6 3 】 关键词电液比例技术；M A T L A B A M E S i m A D A M S 协同仿真；单神经元 P I D 控制 万方数据 摘要 I I 万方数据 摘要 A b s t r a c t T h ed r u mt y p ec o a lm i n i n gm a c h i n ei sa l li m p o r t a n tc o a lm i n i n g e q u i p m e n ti nt h e c o a lm i n e ．T h ed e g r e eo fa u t o m a t i o nd i r e c t l ya f f e c t st h ea u t o m a t i o nl e v e lo ft h ef u l l y m e c h a n i z e dm i n i n gf a c e ．A tp r e s e n t ，t h em a i nc o n t r o lv a l v eu s e di nt h ec u t t i n gd r u m h e i g h ta d j u s t m e n tc o n t r o ls y s t e mo ft h es h e a r e rw a sg e n e r a l l ya l le l e c t r o m a g n e t i c r e v e r s i n gv a l v e ．U n d e rt h ec o n d i t i o no fh i g h - p o w e ri n e r t i al o a d ，t h es y s t e mi sd i f f i c u l tt o a d a p tt ot h ec o n t r o lr e q u i r e m e n t sd u et ot h ei n a b i l i t yt op e r f o r mf l o wr e g u l a t i o na n d p o o rs t a b i l i t y ．T h el o wl e v e lo fa u t o m a t i o na l s om a k e si td i f f i c u l tt oe n s u r ee f f i c i e n t m i n i n ga n ds a f eo p e r a t i o nw h e nm i n i n gm a c h i n e sw e r eb e i n gm i n e d ，S O i tW a S p a r t i c u l a r l yi m p o r t a n t t oi n c r e a s et h el e v e lo f a u t o m a t i o n ．T h e r e f o r e ，t h e e l e c t r o - h y d r a u l i cp r o p o r t i o n a lt e c h n o l o g yw a su s e dt ot r a n s f o r mt h es h e a r e rh e i g h t c o n t r o ls y s t e mt oa c h i e v ea u t o m a t i ch e i g h ta d j u s t m e n to ft h ec u t t i n gd r u m ．I na d d i t i o n ， 、7 I ，i 也t h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rs i m u l a t i o nt e c h n o l o g y , m u l t i - d o m a i na n d m u l t i s o f t w a r eC O s i m u l a t i o nt e c h n o l o g yh a sb e c o m ea ni m p o r t a n tt e c h n i c a lm e a n sf o r t h er e s e a r c ho fa u t o m a t i ch e i g h ta d j u s t m e n tt e c h n o l o g yo fc o a lm i n i n gm a c h i n e ． I nt h i s p a p e r , t h eM G 2 0 0 ／4 4 6 - W Dt h i n c o a ls e a ms h e a r e rW a St a k e na st h e r e s e a r c ho b j e c t , a n dt h eh y d r a u l i cc o n t r o ls y s t e mo ft h es h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n tW a S s t u d i e d ．T h em a t h e m a t i c a lm o d e lo ft h ee l e c t r o - h y d r a u l i cp r o p o r t i o n a ld i r e c t i o n a lv a l v e t ot h ed i s p l a c e m e n to ft h ep i s t o nr o do ft h eh y d r a u l i cc y l i n d e rW a Se s t a b l i s h e d ，a n dt h e s i m u l a t i o nW a sc a r r i e do u ti nM a t l a b ／S i m u l i n kt oc o m p a r et h ed y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c s o ft h es y s t e mu n d e rd i f f e r e n tc o n t r o ls t r a t e g i e s ．T h e n ，t h em o d e lo fc o a lm i n i n gm a c h i n e h y d r a u l i cc o n t r o ls y s t e mW a Se s t a b l i s h e di nA M E S i ms o f t w a r et oa n a l y z et h es p e e d r e s p o n s eo ft h es y s t e mi no p e nl o o pa n dc l o s e dl o o pa n dt h es p e e dr e s p o n s eu n d e rl o a d d i s t u r b a n c e ．O nt h eb a S i so ft h ea b o v e ，t h ej o i n ts i m u l a t i o nm o d e lo fM a t l a b ／S i m u l i n k a n dA M E S i me l e c t r o - h y d r a u l i c p r o p o r t i o n a lh e i g h ta d j u s t m e n ts y s t e m W a s c o n s t r u c t e d ．T h es i m u l a t i o nr e s u l t sa r es i m u l a t e db yd i f f e r e n tc o n t r o ls t r a t e g i e s ．T h e s p e e dr e s p o n s eo ft h es y s t e md u r i n gu p - r e g u l a t i o n , t h es p e e dr e s p o n s es i m u l a t i o n u n d e rl o a dd i s t u r b a n c ea n dt h es p e e dr e s p o n s eo ft h ed r u md u r i n gu p - r e g u l a t i o na n d d o w n - r e g u l a t i o nb ea n a l y z e d ．T h e nt h eS o l i d w o r k ss o f t w a r ew a su s e dt oe s t a b l i s ht h e 3 Ds o l i dm o d e lo ft h es h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n tm e c h a n i s m ，a n dt h em o d e lw a s I I I 万方数据 摘要 i m p o r t e di n t ot h eA d a m ss o f t w a r et oc o n s t r u c tt h em e c h a n i c a ld y n a m i c sm o d e lo ft h e s h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n tm e c h a n i s m ，c o m b i n e d 晰t 1 1t h ea c t u a lm i n es h e a r e rw o r k i n g c o n d i t i o n ．T h ec u t t i n gl o a dw a sa n a l y z e da n ds i m u l a t e d ．F i n a l l y , A d a m s ，A M E S i ma n d M a t l a bs o f t w a r ew e r eu s e dt oc a r r yo u tt h eC O s i m u l a t i o no ft h r e ed i f f e r e n tf i e l d so f m e c h a n i c a l - h y d r a u l i cc o n t r 0 1 ．n l ed y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h es y s t e mw e r ea n a l y z e d w h e nt h es h e a r e rd r u mw a su p r e g u l a t e da n dt h ee n t i r es w i n g i n gp r o c e s so ft h er o c k e r W a sc o m p a r e d , a n dt h ec o n v e n t i o n a lP I Dc o n t r o la n d s i n g l e n e u r o nP I Dw e r e c o m p a r e d ．n l ec o n t r o le f f e c to ft h ec o n t r 0 1 ．F o rt h em o r ec o m p l e xs h e a r e rh e i g h t c o n t r o ls y s t e m ，t h eu s eo fm u l t i p l ed o m a i ns o f t w a r ef o rC O - s i m u l a t i o nw a sm o r e a u t h e n t i ca n dr e l i a b l e ．T h em u l t i ．d o m a i nc o l l a b o r a t i v es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t w h e nt h ec o n v e n t i o n a lP I Dc o n t r o ls t r a t e g yw a sa d o p t e d ，t h es p e e dr e s p o n s eo ft h e d r u mi ss l o wa n dt h eo v e r s h o o ti sl a r g e ，a n dt h es p e e do ft h eh y d r a u l i cc y l i n d e rp i s t o n r o di si n c r e a s e dd u r i n gt h ed o w n w a r da d j u s t m e n to ft h ed r u m ，a n dt h ef l u c t u a t i o no f t h er o d l e s sc h a m b e rf l o wi s r e l a t i v e l yl a r g e ，S Om a tt h er o c k e r a r n lW h e nt h e d o w n - r e g u l a t i o no c c u r s ，t h es y s t e mw a ss i m u l a t e d ．1 1 1 es i n g l e n e u r o nP I Dc o n t r o l s t r a t e g yW a su s e dt o s i m u l a t et h es y s t e m ．W h e nt h er o l l e rw a sa d j u s t e d ，t h es p e e d r e s p o n s ei sf a s t e ra n dt h ep i s t o nr o ds p e e da n dt h er o d - f r e ef l o wf l u c t u a t i o na r ea l s o s i g n i f i c a n t l yi m p r o v e dd u r i n gt h ed o w n w a r da d j u s t m e n t ． F i g u r e 【7 6 】t a b l e 【8 】r e f e r e n c e [ 6 3 】 K e y W o r d s E l e c t r o - h y d r a u l i cp r o p o r t i o n a lt e c h n o l o g y ，M a t l a b ，A M E S i m ，A d a m s ， C o s i m u l a t i o n ，S i n g l eN e u r o nP I Dc o n t r o l N 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．I A b s t r a c t ．．．⋯．⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I I I 1 绪{ ；仑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 采煤机及其自动化概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．2 采煤机自动调高技术发展概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．3 多领域软件协同仿真技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 ．3 ．1 协同仿真技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 ．3 ．2 基于软件接口的多领域建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 ．4 课题研究意义和主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 ．4 ．1 研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 1 ．4 ．2 主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 1 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 2 滚筒式采煤机调高控制系统数学建模及仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。9 2 ．1 采煤机调高系统介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一9 2 ．1 ．1 传统采煤机调高控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。9 2 ．1 ．2 采煤机电液比例调高控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．2 调高控制系统主要元件及选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 2 ．2 ．1 电液比例方向阀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 2 ．2 ．2 调高液压缸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 2 ．2 ．3 位移传感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．3 采煤机电液比例调高系统数学建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 2 ．3 ．1 功率放大器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．2 电液比例方向阀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．3 电液比例阀控缸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 2 ．3 ．4 位移传感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 2 ．3 ．5 采煤机电液比例调高控制系统传递函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 2 ．4 元器件参数确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 V 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 ．5 单神经元P I D 控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 2 ．5 ．1 常规P D 控制器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 2 ．5 ．2 单神经元P I D 算法原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．6 基于数学模型的S i m u l i n k 仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 2 ．6 ．1 单神经元P I D 算法S i m u l i n k 模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 2 ．6 ．2 仿真及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 2 ．7 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 基于A M E S i m 的采煤机电液比例调高控制系统及联合仿真分析⋯⋯⋯⋯．2 9 3 ．1A 伍S i m 介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 ．1 ．1A M E S i m 仿真过程介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 3 ．1 ．2A M E S i m 液压库与H C D 库介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 ．2 采煤机电液比例调高控制系统A M E S i m 仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 ．2 ．1 电液比例方向阀A M E S i m 建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 3 ．2 ．2 基于电液比例阀控制的开环控制系统建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 3 ．3 采煤机电液比例调高闭环控制系统建模及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 3 ．3 ．1 闭环控制系统A M E S i m 模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 3 ．3 ．2 液压系统仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 3 ．3 ．3 负载扰动下液压系统速度响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 3 ．4 联合仿真介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．4 ．1M A T L A B ／S i m u l i n k 介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．4 ．2 联合仿真原理和优势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．4 ．3 联合仿真接口设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 9 3 ．5 基于A M E S i m ／S i m u l i n k 联合仿真的控制研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 3 ．5 ．1 联合仿真步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 3 ．5 ．2 构建联合仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 3 ．5 ．3 仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 3 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 4 多领域软件协同建模与联合仿真研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 4 ．1 采煤机调高机构三维实体建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 V I 万方数据 目录 4 ．2 采煤机调高机构多体动力学模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 9 4 ．2 ．1A D A M S 软件介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．2 ．2 调高机构动力学模型建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 4 ．3 动力学模型中负载力和驱动力确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 4 ．3 ．1 滚筒调高负载力设定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 4 ．3 ．2 滚筒调高驱动力设定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 6 4 ．3 ．3 滚筒调高动力学仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 4 ．4A M E S i m 和A D A M S 接口研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 4 ．5 基于多领域软件的采煤机调高系统协同仿真分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 4 ．5 ．1 基于多领域软件的协同仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 4 ．5 ．2 仿真结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 4 4 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 7 5 总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯．6 9 5 ．1 本文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 9 5 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 0 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 5 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 7 V I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 V I I I 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s A b S l 瞳a C t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I 1E x o r d i u m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1O v e r v i e wo fS h e a r e ra n di t sa u t o m a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．2D e v e l o p m e n to v e r v i e wo fa u t o m a t i ch e i g h t e n i n gt e c h n o l o g yo f S h e a r e r ．．2 1 ．3T e c h n o l o g yo f m u l t i - d o m a i ns o t h a r ec o l l a b o r a t i v es i m u l a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．3 ．1C o ．．s i m u l a t i o nt e c h n o l o g y ．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1 ．3 ．2M u l t i ．d o m a i nm o d e l i n gb a s e do ns o f t w a r ei n t e r f a c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．4S i g n i f i c a n c ea n dm a i nc o n t e n to fs u b j e c tr e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．4 ．1R e s e a r c hs i g n i f i c a n c e ．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 1 ．4 ．2M a i nc o n t e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 1 ．5B r i e f s u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”7 2M a t h e m a t i c a lm o d e l i n ga n ds i m u l a t i o na n a l y s i so fh e i g h tc o n t r o ls y s t e mf o r r 0 U e rS h e a r e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1O v e r v i e wo f h i g h ．s p e e ds h e a r e rs y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1 ．1I n t r o d u c t i o no fc u r r e n tS h e a r e rh e i g h tr e g u l a t i o ns y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯一9 2 ．1 ．2E l e c t r o - l a y d r a u l i cp r o p o r t i o n a lh e i g h tc o n t r o ls y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．2M a i nc o m p o n e n t sa n ds e l e c t i o no f h e i g h tc o n t r o ls y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 2 ．2 ．1E l e c t r o - b y r d r a u l i cp r o p o r t i o n a ld i r e c t i o nv a l v e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”l l 2 ．2 ．2H e i g h tH y d r a u l i cC y l i n d e r ⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 2 2 ．2 ．3D i s p l a c e m e n ts e n s o r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．3M a t h e m a t i c a lm o d e l i n go fe l e c t r o m e c h a n i c a ll i q u i dp r o p o r t i o n a lh e i g h t r e g u l a t i o ns y s t e mi nc o a lm i n i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．3 ．1P o w e ra m p l i f i e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 4 2 ．3 ．2E l e c t r o ．h y d r a u l i cp r o p o r t i o n a ld i r e c t i o nv a l v e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 4 2 ．3 ．3E l e c t r o ．h y d r a u l i cp r o p o r t i o n a lv a l v ec o n t r o lc y l i n d e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 ．4D i s p l a c e m e n ts e n s o r ．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 2 ．3 ．5T r a n s f e rf u n c t i o no fh e i g h tr a t i oc o n t r o ls y s t e mf o rc o a lm i n i n g e l e c t r o m e c h a n i c a ll i q u i d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 2 ．4C o m p o n e n ts e l e c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 I X 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 2 ．5S i n g l eN e u