煤矿作为我国能源的主要来源,关乎国家的经济命脉与能源安全,带式输送机作为煤矿行业不可或缺的关键设备,在煤矿生产运输中发挥着至关重要的作用。随着煤矿运输系统的运输距离不断增长,带式输送机的功率不断增大,关于带式输送机节能运行的研究也被提上日程,逐渐作为智慧矿山的重要组成部分。由于在煤炭开采过程中,工作面产煤量具有不均衡性,所以带式输送机上的运煤量是一个随时间变化的随机值,而电动机的运行速率和频率相对固定,运煤量和电动机不能进行实时匹配,从而导致电能的无效浪费,也加剧了带式输送机的机械磨损。因此本文利用视觉检测技术结合智能控制技术,设计了一种基于带式输送机煤流视觉检测与节能控制系统。本文的主要研究内容如下:针对带式输送机煤流视觉检测:首先阐述结构光法三角测距的理论基础,分析激光直射法和激光斜射法两种测距方法的特点,并采用三角测距原理建立体积测量模型,设计一套适合于带式输送机工作环境的图像获取装置完成目标图像采集。然后分析提取激光条纹中心的图像处理流程,研究图像预处理的各个步骤及关键技术,并分类讨论激光条纹中心线提取常用算法的原理及特点,提出通过形态学骨架法提取激光条纹中心线的方法,然后基于距离阈值结合线性插值法和三次B样条插值法对激光条纹进行断线拟合。最后按照上述方法获得带式输送机空载状态下和有载状态下激光条纹中心线,将这两条曲线进行联合得到一个封闭区域,该区域即为带式输送机煤流的横截面,并结合煤的密度和输送带运行速度计算煤流量,从而实现带式输送机煤流量的实时检测。针对带式输送机节能控制:分析带式输送机节能控制原理,论证了带速与功率的关系,在PLC控制基础上引入模糊控制理论来实现带式输送机的节能控制,根据实时煤流量计算期望带速,并与实际带速进行对比获得二者的偏差及偏差变化率,通过模糊推理与逆模糊化获得变频器的控制信号来调节电动机的频率和输出电压,实现带式输送机运行速度的自动调节。对模糊控制理论进行具体介绍,并借助MATLAB模糊工具箱,完成模糊控制器的设计,主要包括输入模糊化、建立模糊规则库、模糊推理、逆模糊化,最后进行仿真实验验证。最后,根据实验室现有条件设计和搭建了带式输送机实验平台用于实验研究,针对系统的实际需求设计带式输送机煤流视觉检测与节能控制系统软件平台的功能模块,并完成上位机软件界面的设计。该论文有图70幅,表13个,参考文献83篇。