针对双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中钢丝绳张力不平衡的问题,提出了钢丝绳张力主动控制方法。分析了双绳缠绕式煤矿深井提升系统中钢丝绳张力与浮动天轮液压缸负载力之间的关系,考虑系统存在的非线性问题,建立了提升系统钢丝绳张力主动控制模型。关于多绳提升钢丝绳张力的平衡问题,可以参考《多绳提升钢丝绳张力平衡分析与现场控制》获取更多详细信息。
其次,由于煤矿深井提升环境恶劣,因此钢丝绳张力反馈信号通过无线装置进行采集。考虑到提升系统运行过程中,钢丝绳张力反馈信号通过无线传输时可能存在不确定的延时问题,基于系统控制模型构建了钢丝绳张力主动控制矩阵,并设计了延时补偿观测器,证明了包含该观测器的钢丝绳张力主动控制模型的稳定性。您可以在《矿井提升钢丝绳张力在线监测系统设计》中找到相关的在线监测系统设计方法。
接着,考虑到钢丝绳张力主动控制模型是一种严格反馈模型,存在输出约束问题,提出了反步控制和障碍李雅普诺夫函数相结合的钢丝绳张力主动控制方法,并证明了钢丝绳张力控制下的提升系统稳定性。有关提升钢丝绳张力的计算机仿真研究,可参阅《提升钢丝绳张力的计算机仿真》。
通过双绳缠绕式煤矿深井提升试验台,对提出的传输延时补偿观测器及钢丝绳张力主动控制方法进行了实验验证。实验结果表明,延时补偿观测器能够有效减小因无线传输造成的钢丝绳张力反馈信号滞后现象。与传统的被动式钢丝绳张力调节装置相比,该主动控制方法在高速和低速工况下均能更有效地控制钢丝绳张力。关于深井提升钢丝绳的扭转研究与计算,建议参考《深井提升钢丝绳的扭转研究与计算》中的详细分析。
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