单绳缠绕式矿井提升机制动瞬态冲击抑制策略

在矿井提升机的制动控制中,制动瞬态冲击是影响矿井提升机安全可靠运行的关键问题。由于受到技术和经济成本的制约,目前包含贴闸/压紧的制动过程全程采用力闭环控制,这不可避免地导致闸瓦与闸盘刚性接触时的制动力瞬态冲击问题。针对矿井提升机制动瞬态冲击问题,文中提出了一种基于滞回切换原理的混合贴闸/压紧制动控制策略。首先,分别利用非奇异快速终端滑模控制和反步控制设计了贴闸和压紧控制器;其次,为达到快速贴闸的目的,设计了一种基于离散积分器的在线贴闸轨迹再规划方法,有效地减小了制动器贴闸时间;然后,为实现由贴闸控制到压紧控制的安全切换,利用滞回切换原理,制定了混合贴闸/压紧控制稳态切换策略,大大减小了制动力瞬态冲击;最后,为验证提出方法的有效性,选择传统全程力闭环控制策略C1与混合贴闸/压紧直接切换策略C2作为对比方法,在单绳缠绕式提升试验台进行了对比实验,从贴闸时间、制动力最大跟踪误差和提升钢丝绳最大张力3个方面对实验结果进行了分析。实验结果表明:相较于C1控制策略,提出制动控制策略的贴闸时间缩短了64.5%,钢丝绳张力峰值减小了41 N;相较于C2控制策略,提出制动控制策略的制动力冲击减小了90.3%,钢丝绳张力峰值减小了88 N。上述结果表明本文提出的方法能有效改善制动瞬态冲击,减小制动空动时间,提高制动系统安全性,同时本研究也为一类需要混合力/位置控制的电液伺服系统提供了一种有效的解决方法。

面向矿井提升机制动系统的SAE故障诊断方法

为了更充分地利用矿井提升机在运转过程中的监测数据,对制动系统进行精确诊断,提出了一种基于稀疏自动编码器(SAE)的故障诊断方法。通过模拟故障试验,获取故障数据,经标准化处理后生成训练集和测试集。并加入Dropout正则化方法对故障诊断模型进行了优化,根据训练结果采用梯度下降法优化模型参数。最后使用测试数据集对优化前后的诊断模型进行对比试验。结果表明,文中提出的提升机故障诊断方法,减少了过拟合现象,降低了获取标签数据的工作量,故障类型的平均分类精度能够达到96%。此方法使用提升机的监测数据,减少人为的影响,可以对矿井提升机的故障进行准确诊断。

提升机系统动态特性的仿真分析

为进一步解决提升系统在紧急制动的可靠性和安全性,减少对系统造成冲击的问题,以永磁内装式矿井提升机为研究对象,在对其基本结构分析的基础上,基于Simulation X软件构建了液压制动系统仿真模型,并通过现场试验验证了模型的准确性。最后,对不同制动减速度对提升机紧急制动过程中电磁转矩、制动转矩以及钢丝绳张力的影响进行仿真分析,为实践生产中制定合理的紧急制动策略奠定理论基础。

矿井提升机制动盘状态监测及制动系统的优化

针对提升机系统采用非闭环控制模式所存在的制动速度慢、制动冲击大、稳定性不足的问题,提出了一种新的提升机制动盘状态监测及制动系统。其利用制动盘状态监测模块实现了对制动盘状态的实时监测,为制动系统提供基础数据信息并实现了闭环调控,解决了传统控制模式只能根据预设程序制动效果差的不足。对整个系统结构、制动盘监测方案及实际应用情况进行了研究。结果表明,新的制动系统能够将提升机制动反应速度降低33.3%,将制动冲击力降低72.4%,极大提升了提升机的运行稳定性和可靠性。

提升机多通道恒减速制动系统研究

为了解决矿井提升机恒力矩制动冲击力大、制动不平稳的问题,基于前人的研究,提出了恒减速液压站,同时为了有效加强制动过程的稳定性、降低液压回路油压冲击,设计了多通道恒减速液压制动系统。其通过回路中串联双比例溢流阀调压,实现恒减速制动系统冗余设计,为提升机平稳、安全运行提供依据。

矿井提升机电液制动非线性控制方法

电液制动装置是矿井提升机最后一道安全保障设备,合理的制动控制方法是保障提升机安全运行的关键。以单绳缠绕式矿井提升机为研究对象,考虑钢丝绳柔性特性,基于拉格朗日方程构建了提升系统非线性制动控制模型。采用径向基函数神经网络估计制动过程罐道摩擦力、非定常扰动、建模误差等不确定性,结合反步设计原理提出了基于模型的矿井提升机电液制动非线性控制方法,引入自适应更新律对神经网络权值进行在线调节,增强了设计控制方法的鲁棒性。搭建了矿井提升机制动模拟实验台并开展了对比实验,实验结果表明,与传统制动控制策略相比,提出的方法能够有效改善提升机制动平稳性和安全性。

结合长短期混合特征的均衡风缸控制系统健康状态评估方法

制动机均衡风缸控制系统具有部件种类多、退化过程复杂、工况多样等特点,给系统的健康状态评估带来挑战。提出一种结合长期和短期混合特征的健康状态评估方法,通过对均衡风缸系统关键部件进行寿命预测进行健康状态评估。结合系统工作模式切换对部件退化过程的影响提取累积物理动态指标,使用循环神经网络实现部件的长期累积寿命预测;在时间滑窗内提取局部时域和频域特征,表征系统短期波动对老化的影响,利用改进的轻量梯度提升机进行短期寿命预测;通过分段模型平均法进行长期和短期寿命预测结果的融合,得到健康状态评估结果。通过搭建制动机均衡风缸控制系统实验平台,进行加速老化实验,获取全寿命周期老化数据,对提出的混合健康状态评估方法进行仿真,验证所提方法的有效性。

煤矿提升机制动系统故障检测方案的设计与验证

开发了一种矿井提升机制动系统故障检测方案。通过分析提升机制动器的故障机理,得出了主要状态参数,并设计了故障检测的总体方案。为便于矿井的实际应用,测试设备采用上、下位机的结构,以达到准确、有效的测试目的。该方案为能及时了解提升机制动系统的工作状况和早期的故障迹象,排除安全隐患,为改善机械传动部件的设计、制造、改进和质量打下了坚实的基础。

矿井提升机电机械制动系统的设计

针对矿井提升机液压盘式制动器结构复杂、维护成本高等缺点,基于电机械传动方式,设计了一套矿井提升机电机械制动系统。介绍了这一电机械制动系统的结构,通过ADAMS软件进行模拟仿真,分析系统的制动性能,并进行了现场试验。

基于LabVIEW的矿井提升机液压制动在线监测

为保障矿井提升机液压制动系统在运行过程中的可靠性和安全性,设计一种基于LabVIEW的提升机液压制动系统在线监测装置,将LabVIEW和可编辑逻辑控制器(PLC)相结合,充分利用LabVIEW强大的数据处理能力,通过检测液压制动系统的状态参数,分析评价设备工况;并利用新型碟簧座传感器,建立制动正压力和应变的数学模型,通过分析液压站和制动器的故障参数,采用故障诊断专家系统诊断液压制动故障,实现对提升机液压制动系统的安全预警。结果表明:该矿井提升机液压制动系统在线监测装置通过8个功能模块的实时监控,利用液压系统故障树能够系统实时诊断故障,对于保证矿井提升机的安全和可靠性、延长使用寿命、提高矿山生产效率和降低维修成本具有重要的意义。

矿井提升机盘式液压制动系统设计与仿真分析

为了研究矿井提升机在提升作业时制动系统的工作特性,在分析其盘式液压制动系统工作原理的基础上,对盘式制动器的结构进行设计,并于AMESim软件中搭建矿井提升机盘式液压制动系统的仿真模型,模拟盘式液压制动系统在正常松闸、紧急制动、柔性制动这3种不同工作情形下的制动性能.仿真结果表明:在正常松闸情况下,制动系统能以较快的速度松闸;在紧急制动情况下,油压可在制动功能开启后骤减至零,从而实现紧急制动;在柔性制动情况下,油压在制动功能开启后分段式减小,从而实现柔性制动.总体来说,所设计的矿井提升机盘式液压制动系统制动性能良好,可为相关的制动系统性能的改进与完善提供参考.

矿井提升机制动液压系统优化

为进一步提高提升机工作的安全性和可靠性,保证提升机制动系统的响应特性,在对提升机制动液压系统的现状进行综合分析的基础上,基于AMESim仿真软件的优化模块对正常开闸、安全制动和工作制动三种工况下的蓄能器充气压力、管路长度以及节流口直径进行优化,并取得相应工况下缩短响应时间的效果。

矿井提升机制动液压系统的设计及特性研究

制动液压系统作为矿井提升机制动系统的控制单元,参与提升机的正常开闸、工作制动、安全制动等关键动作。基于此,针对矿井提升机的问题,通过分析矿井提升机的换绳技术,对换绳装置和液压制动装置进行具体研究。通过实际应用表明,换绳工作从开始到结束仅仅用了5 h,减少了换绳工作的时间;液压制动装置的安装,提升机速度从3.5 m/s降为0,所需时间为6 s,减速度为0.6 m/s^(2),降低了提升机制动成本,保证了提升机运行的稳定性和安全性,为矿井安全开采提供了必要保障。

矿井提升机液压制动系统数学模型研究

本文以铁矿矿井提升机液压制动系统为例,首先分析了提升机液压制动系统的组成,其次分析了提升机液压制动系统数学模型,最后分析了提升机液压制动系统的特性,保证矿井提升机安全稳定运行。

矿井提升机制动系统故障诊断研究综述

对我国提升机制动系统的状态监测及故障诊断研究现状进行了研究,分析总结了不同科研单位和企业的研究方法与成果,指出了状态监测不完善、多故障诊断能力不足以及不具备制动性能总体评价能力等缺陷,为研究具有日常设备管理、在线监控、故障模拟、预知性维护四位一体的综合管控功能的制动系统健康评价与智能维护体系提供技术支持。

矿井提升机盘闸制动系统安全在线监控

就矿井提升机盘闸制动系统的功能、结构、制动要求以及在提升系统中所处的地位和国内外研究现状进行了相关介绍与说明,运用故障树分析讨论了影响提升机制动系统性能的各种因素,对其安全监控系统技术进行了研究。根据故障树分析的结果,结合实际情况得出对应状态下可监测的物理量,运用现代控制方法建立系统在线监测的模型。最后通过工控软件MCGS完成整个监测系统,实现各项监测数据在线显示,某些物理量的监测与报警,重要参数的存储与调取,运行故障的记忆与查询等功能,以实现制动系统安全的在线监控。

基于支持向量机的提升机制动系统故障诊断

针对提升机制动系统中常见的卡缸故障,利用支持向量机(SVM)这一新的机器学习方法进行智能诊断．在某一闸系统正常时获得2组信号,卡缸时获得6组信号,采用3层小波包对闸瓦间隙-时间信号进行分解,以各频带的能量为元素构造特征向量,形成故障诊断样本,在Mat- lab6．5环境下用SVM工具箱进行编程,建立SVM故障分类器并对测试样本进行测试,从而实现提升机制动系统卡缸故障诊断．实验结果表明,在不到0．1 s时间内,就建立了SVM故障分类器,该分类器对测试样本的诊断正确率达到了100％;当训练样本由6组减少至4组时,SVM故障分类器仍可以有效地实现对卡缸故障的诊断．因此,SVM方法对于少样本的故障诊断有较强的适应性,非常适合于矿井提升机这种安全运行要求很高,但又不具备大量故障样本的系统．

矿井提升机制动系统安全可靠性分析

制动系统是矿井提升机的重要子系统之一,其安全可靠性直接影响矿井提升机的正常运行和矿井的安全生产。依据制动系统故障树模型阐述了制动系统失效的主要影响因素,建立了制动系统的可靠性框图,重点分析了子系统中盘形制动器的可靠性指标,探讨了安全保护系统和压力弹簧的安全可靠性设计,依据人机工程学理论分析了人的可靠性,提出了制动系统的可靠性维修技术,为矿井提升机制动系统的安全可靠性分析与设计提供理论依据。

PSO-SVM在提升机制动系统故障诊断中的应用

针对矿井提升机制动系统故障样本少难以准确诊断,提出支持向量机(SVM)的故障诊断方法。为了解决支持向量机参数选择困难和其对于故障诊断的影响,提出利用粒子群优化算法(PSO)对支持向量机的参数进行优化,提高提升机故障诊断分类的准确率。利用组态王进行数据的采集,并且将采集的数据通过数据库传输到网页监测画面实现远程监测。实验结果显示,该故障诊断方法的故障分类准确率很高,响应速度快,并且可以实现网页监控画面和故障诊断所需数据实现共享。

矿山提升机盘式闸闸间隙的调节及其对制动性能的影响

主要对矿山提升机盘式闸闸间隙进行分析,简述了各项参数对闸间隙的作用,以及闸间隙对制动系统安全和效率等制动性能的影响,和如何调节最佳闸间隙。