基于嵌入式系統(tǒng)的電磁調(diào)速采煤機(jī)主控系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，煤炭開采更加注重安全、高效。采煤機(jī)作為煤炭開采的關(guān)鍵設(shè)備，其安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行對(duì)煤炭開采作業(yè)有非常重要的意義。目前國(guó)內(nèi)外主流采煤機(jī)主要以電牽引采煤機(jī)為主，根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)類別大致可分為交流變頻調(diào)速、開關(guān)磁阻調(diào)速以及電磁調(diào)速。電磁調(diào)速牽引系統(tǒng)較前兩者調(diào)速系統(tǒng)而言具有可變輸出轉(zhuǎn)矩控制、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、體積小、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。因此本文以電磁調(diào)速采煤機(jī)為研究對(duì)象，從提升采煤機(jī)信息管理效率以及改善電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制方法的

2、角度出發(fā)，分析了電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速過程，并建立電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)控制模型，通過MATLAB仿真對(duì)比控制算法的穩(wěn)定性。
　　依據(jù)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)實(shí)際控制需求，設(shè)計(jì)了以 AT91SAM9G20微控制器為核心的電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)主控系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了主控系統(tǒng)的工作原理和功能分析，通過分析電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速過程，建立系統(tǒng)速度閉環(huán)數(shù)學(xué)控制模型，并在轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制中加入最小拍無波紋控制器，從而保證電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。另外，在電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)主控系統(tǒng)

3、中加入通信系統(tǒng)管理單元—通信管理機(jī)，通信管理機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議和常見的通信接口，以兼容多種類型的信號(hào)傳感器。主控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中結(jié)合信號(hào)傳感器可實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)的半自動(dòng)運(yùn)行。通過遠(yuǎn)程無線遙控實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的遠(yuǎn)程控制，提升了采煤機(jī)的工作效率以及安全性。在硬件電路設(shè)計(jì)部分主要完成了以CPU為核心的外圍功能模塊的硬件電路，主要包括總線型遙控器設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)輸入輸出電路設(shè)計(jì)、電源電路設(shè)計(jì)以及通信電路設(shè)計(jì)等。在軟件設(shè)計(jì)部分主要完成了系統(tǒng)軟件構(gòu)架、

4、嵌入式Linux系統(tǒng)移植、數(shù)字化控制器設(shè)計(jì)以及各功能模塊的應(yīng)用程序運(yùn)行流程圖。在軟硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮到外界電磁干擾給系統(tǒng)穩(wěn)定性造成的影響，保證系統(tǒng)具有一定的魯棒性。
　　通過試驗(yàn)表明，本主控系統(tǒng)能夠?qū)﹄姶耪{(diào)速牽引電機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制效果，并且具有較強(qiáng)的通信兼容能力，可保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地采集傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)。另外無線遙控可以準(zhǔn)確的將控制命令傳輸至主控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，經(jīng)過反復(fù)測(cè)試，無線遙控傳輸誤碼率在萬分之五以內(nèi)。各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)