薄煤层下离散变量型乳化液泵特性分析

现有薄煤层大流量的乳化液泵系统常需按峰值工作功率配置乳化液泵,但不同工况系统需求的功率差别较大,小负载工况系统的能量损耗较大。为减少系统的能量损耗,提出离散变量型乳化液泵系统,设计相同额定流量和不同额定流量2种方案,将单台大功率乳化液泵分为4台小功率泵,3台工作1台备用,根据不同的工况和动作,通过控制卸荷阀的开闭输出多级功率,实现系统供需功率匹配;并且当其中任意一台泵出现故障时,可采用备用泵提供流量,提高系统的冗余度和容错度。在相同工况下,对原系统和离散变量型乳化液泵系统进行仿真分析。结果表明:所提系统可显著降低整机的峰值功率和能量消耗,单个运行工况下可减少系统能量消耗47.6%;所提系统可逐步满足智能化综采工作面大流量、高能效、高冗余的供液需求。

基于改进预测函数的乳化液泵用伺服电机控制策略研究

为了提高乳化液泵驱动系统控制精度,采用伺服电机作为系统动力源,将位置环和速度环合并,设计时引入了具有预测功能的控制算法,对伺服电机位置伺服系统的控制性能进行了优化。采用简化模型来预测伺服电机未来的角度输出,再通过最小化二次多项式获得最优控制律,并引入扩张状态观测器用来估计总干扰、通过前馈进行补偿。为此搭建了控制原理验证小型试验台,开展了串级PID控制、预测函数控制和所提控制器的对比试验。研究表明,与现有技术相比所提控制律位置跟踪误差绝对值的最大值可分别降低41.9%和24.04%。所提系统可显著提高现有煤矿设备的自动化、智能化程度。