论文部分内容阅读
带式输送机作为国内外工业领域大型散装物料主要的运输设备,因其输送高效率、维护低成本、运输长距离等优势而被广泛应用于煤矿、海港、交通、石油等领域。随着信息化的到来及工业生产规模的不断扩大,输送带在煤矿企业的运输系统中起到了举足轻重的作用,其运输过程中的电力消耗也在不断增加。在国家积极倡导的减排的号召下,通过提升矿用带式输送机的运行效率进而减少电量消耗与企业成本势在必行。输送机在煤矿企业中通常以恒定的带速单一运行,因采煤综合面的随机性及一些人为因素,皮带机上物料量是随机性的,这就造成了输送机经常在半载甚至空载情况下运行,带式输送机往往达不到它的最佳工况点,造成资源的极大浪费。本文从预测短时煤流量的趋势与调节带速两个角度为切入点,研究了矿用输送机系统的基本结构组成、阻力模型、功率消耗以及国际静态设计标准,提出新型的带式输送机动态能耗模型,阐述了调节皮带机带速实现节能的可行性。具体提出了基于SVM的煤流量回归预测模型,用于预测皮带机上短时间内物料量走势图,模糊信息粒化来进一步把波动较大的曲线图分割为不同时间序列,使得原始曲线与预测曲线的相关性程度得以提升。模糊控制调速模型中,进行了模糊控制器的软件设计以及相应隶属函数参数的设定,根据实验对象的结构参数设定合适的模糊规则。在分析研究了具体算法模型的基础之上,进行本课题总体方案的设计以及仿真优化研究。仿真结果图表明,支持向量机回归预测算法能够较好地预测短时内的煤流量,均方误差MSE为0.000152563,说明预测数据与真实值之间的偏差很小,相关系数R为99.7848%,进一步表明原始曲线与预测曲线之间有高度的显现正相关关系,即两者拟合程度良好。各项实验数据均表明利用支持向量机(SVM)回归预测进行煤流量的短时间预测具有一定可行性,且有很好的应用前景。模糊规则曲面观察图中显示输入,输出变量和模糊规则之间的关系,可以反映出模糊规则时适用于矿用带式输送机的。设计了Simulink原理框图,通过DSPACE实时仿真系统,将Simulink原理图转换为程序代码与实验对象进行无缝连接,搭建了矿用带式输送机智能预测调速系统实验平台。利用Control desk设计人机交互界面,监控实时带速与物料量的曲线图,进行实时记录与分析调节。针对不同实时变化的煤流量情况进行模糊调速,实验中系统工作于安全工况内,运行稳定,说明模糊控制较好的能够处理运转中带式输送机的带速问题。