周良伟[1]（2016）在《基于模糊PID的牙轮钻机推进回转控制的研究》文中提出牙轮钻机的钻进控制系统在很大程度上决定了钻机的性能,目前国内液压钻机普遍采用了节流调速方式[1],因此存在能量利用效率低、钻进控制效果较差的问题,本文采用容积调速方案,通过调整变量泵的排量进行压力或流量调节,适应钻进作业时负载的变化。钻机作业的地质构造复杂,传统的压力直接反馈控制方式,应对复杂钻进工况时表现的效果较差,使用电液比例控制方式,将其转化为压力-电反馈,实现对压力、速度、位移、转矩等参数的调整与补偿,保证高效作业的同时,使钻进过程更加平稳、可靠。本文首先分析液压元件的工作原理,建立了液压分立元件的传递函数模型,并使用MATLAB/Simulink搭建液压系统整体数学模型,分析其开环阶跃响应特性;进一步使用AMESim对液压功能部件与整个回路进行物理建模,两类模型互相验证其正确性与准确性。基于物理型式的建模在直观性、准确性上具有明显优势,因此后文着重采用该方式对系统特性进行分析。传统PID控制器结构简单、鲁棒性好,缺点是当系统处于运行状态时,控制器的所有参数固定不变,在应对复杂多变的工况时,不能保持参数最优。因此本文使用PID算法为对照组,另外设计了模糊自适应PID算法,实现PID控制器相关参数的在线实时调整,结合AMESim与Simulink分别在物理建模与控制分析上的优势,对液压钻进控制系统进行仿真与分析,最终得到的结果符合预期的效果,在一定程度上提升了钻进控制系统的性能。
满海波,赵春秋[2]（2015）在《PLC和变频器在牙轮钻机调速控制改造中的应用》文中研究说明针对YZ-35型牙轮钻机原有直流晶闸管调速系统使用维护成本高、设备生产效率低、直流电机易损坏等缺点,根据系统工艺及控制要求,运用PLC及变频器进行了调速控制改造,增强了牙轮钻机运行系统的稳定性,减少了设备故障,提高了作业率,并有效提高了产能。
贺志城,茅建中,李勇民,杨军[3]（2014）在《牙轮钻机全液压无链回转加压装置》文中提出根据牙轮钻机先进技术的发展方向,结合牙轮钻机在国内矿山实际应用情况,针对链条加压方式的弊端,设计出一种全液压无链回转加压装置。该装置采用液压马达作为动力源,可实现钻具的回转、加压及提升。
张蕊[4]（2011）在《节能增效,露天矿山发展新思维》文中认为2011年6月23—26日,由冶金矿山企业协会、中国有色金属工业协会发起、组织的"大型电动挖掘机节能增效技术改造交流会"在吉林省吉林市召开。有来自鞍山集团矿业公司、本钢集团矿业公司、首钢矿业公司及攀钢矿业公司等矿山企业代表以及抚顺矿业集团机械制造厂、太原市山海重工机械设备有
梁艳来[5]（2011）在《大型矿用牙轮钻机总体设计及软件开发》文中研究指明大型牙轮钻机的总体参数设计的合理与否,对钻机的整机性能起着至关重要的作用。目前国内的牙轮钻机总体设计采用仿制设计,手工计算,方案多,工作量大,周期长,由于忙于技术性工作,故影响创新思维的发挥,且总体设计没有形成标准和规范；故实施牙轮钻机总体参数的规范性设计并形成一套逐步完善的总体设计软件是非常必要的。本文以“大型矿用牙轮钻机总体设计及软件开发”为背景,针对某矿用牙轮钻机开发一套基于MATLAB GUI的牙轮钻机总体设计软件。文中以岩凿理论为指导,确定整机性能参数：包括轴压力、钻头钻速、回转扭矩、钻孔速度及排渣风量,并结合国情从中确定适合我国矿山开采条件的参数值,推荐合理的钻孔工作制度；并对该牙轮钻机的钻架部分建立合理的力学模型、数学模型,选择4种典型工况：正常钻进工况（孔上部、孔中部、孔底部）；突然卡钻工况（孔中部、孔底部）；提钻工况（孔中部、孔底部）；移车工况。针对这4种工况确定钻架的载荷,并采用有限元软件按空间刚架结构建模、计算与分析,确定最大应力和最大位移,进行疲劳强度和扭转刚度校核,并确定最不利的计算工况,减少计算量。在以上计算的基础上采用MATLAB作为程序设计语言,以MATLAB GUI（图形化用户界面）为设计平台,开发大型牙轮钻机总体参数设计软件系统,该软件具有计算、查询数据库中的参数历史样本、存储、打印、人机交互。设计者自定义参数等基本功能。通过对某机型验证,该软件系统界面基本友好,功能满足设计要求。综上,开发“大型矿用牙轮钻机总体参数设计软件”具有开拓意义,并为形成牙轮钻机的自主设计体系,创造了良好的开端。
朱大可,任丕端[6]（2011）在《推进变频调速技术在露天矿山的应用》文中指出湖南科通电气有限公司（原湖南科通电气设备制造有限公司,以下简称湖南科通电气）是集科研、生产、销售于一体的露天矿山电动挖掘机和牙轮钻机成套电控、高低压输配电设备、起重机电控设备的专业制造公司,国家认定的高新技术企
张要贺[7]（2011）在《基于PLC的全液压牙轮钻机智能钻进控制系统研究》文中研究说明随着国民经济的高速发展,矿产资源的开发利用成为我国社会经济发展的重要支柱。凿岩作业作为整个矿山生产中的一环,对矿山生产效率、生产成本和生产安全等有着极其重要的影响。而牙轮钻机作为露天矿山、尤其是大型露天矿山的主要凿岩设备,向自动化、智能化发展有着重要的意义。本文立足于现实需求,顺应未来发展,提出了全液压牙轮钻机智能钻进控制系统研究这一具有前沿性和现实意义的课题。在对牙轮钻机钻进过程进行受力和运动分析的基础上,对钻进控制和各种故障发生的机理进行了解释和分类,为智能控制液压系统识别和处理提供了理论基础;为实现钻进系统的智能控制,设计一个能够调节钻进机构主要参数的控制系统;提出了钻进系统的模块化设计,并在此思想的指导下,将控制系统分成了控制模块和故障诊断模块两部分,极大地降低了设计难度;采用了CANBUS总线技术,实现了各模块与主控制器之间的通讯,为以后功能的扩展预留了空间。以上的综述研究,形成了一个完备的智能钻进控制系统。模块化的设计使其能迅速移植并应用于采用了机电液一体化技术和CANBUS技术的牙轮钻机,更提高了整个系统的工作效率。因此,文章具有一定的理论意义和工程使用价值。
徐运群[8]（2009）在《YZ系列直流调速设备的技术特点》文中研究表明介绍了YZ系列牙轮钻机直流调速系统的技术性能指标、主要构成及其工作原理和技术特点。实践证明,该系统提高了牙轮钻机的整体性能和可靠性,推广前景良好。
洪镇南,李祖林[9]（2008）在《一种新型矿用牙轮钻机直流调速系统研究》文中指出介绍了一种结构简单、性能可靠的采用80C196KB 为主控单元的矿用牙轮钻机数字化直流调速控制系统,详细介绍了系统的硬件和软件结构。该系统能使电机快速起制动,并在进入稳态后保持要求的静态精度。系统中还设计了软硬件以实现自动检查、事故记录以及系统保护等功能。
阳小燕,尹喜云,黄良沛[10]（2008）在《基于能量回馈的牙轮钻机交流变频控制系统的研制》文中指出针对牙轮钻机串电阻制动存在结构庞大和能量损耗的缺点,研究了基于能量回馈的牙轮钻机"三电平控制"交流矢量变频控制系统设计,在牙轮钻机控制系统中采用通用"三电平控制"矢量变频器,并在此基础上开发了能量回馈系统,在保证系统控制性能的同时,实现节能的效果。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国外牙轮钻机研究现状 |
| 1.2.2 国内牙轮钻机研究现状 |
| 1.3 课题研究目的和意义 |
| 1.4 本课题主要研究的内容 |
| 第2章 推进回转控制系统工况适应方案 |
| 2.1 牙轮钻机钻进原理与结构型式 |
| 2.1.1 加压提升系统型式 |
| 2.1.2 回转系统型式 |
| 2.2 牙轮钻机液压系统设计 |
| 2.2.1 牙轮钻机液压调速系统类型 |
| 2.2.2 液压系统的工作原理 |
| 2.2.3 加压提升回路 |
| 2.2.4 液压系统回转回路 |
| 2.3 液压系统设计计算 |
| 2.3.1 加压系统计算 |
| 2.3.2 回转系统计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 牙轮钻机推进回转系统理论分析 |
| 3.1 钻机回转加压闭环控制系统方案 |
| 3.1.1 液压系统建模常用方法 |
| 3.1.2 钻机钻进控制系统整体设计 |
| 3.2 钻机加压系统元件的Simulink建模 |
| 3.2.1 电液比例变量机构建模 |
| 3.2.2 泵-加压马达建模 |
| 3.2.3 泵-回转马达建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 液压系统分析与仿真 |
| 4.1 电液比例阀动态特性的分析 |
| 4.2 轴向柱塞变量泵 |
| 4.3 钻机液压主回路 |
| 4.3.1 两类模型的动态响应对比 |
| 4.3.2 主回路系统的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 控制器算法及仿真 |
| 5.1 模糊自适应PID控制 |
| 5.1.1 PID控制器的工作原理 |
| 5.1.2 模糊控制原理 |
| 5.1.3 模糊自适应PID控制原理 |
| 5.2 自适应PID模糊控制器设计 |
| 5.2.1 加压系统模糊控制器设计 |
| 5.2.2 回转系统模糊控制器设计 |
| 5.3 加压系统自适应模糊PID控制仿真 |
| 5.4 回转系统自适应模糊PID控制仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 0 引言 |
| 1 牙轮钻机的变频调速系统结构设计 |
| 2 牙钻钻机的调速控制要求 |
| 2.1 转矩及电流控制要求 |
| 2.2 制动功能要求 |
| 2.3 故障保护功能要求 |
| 3 牙轮钻机变频调速方案及硬件选择 |
| 4 牙轮钻机变频调速系统的硬件设计 |
| 4.1 牙轮钻机PLC I/O接线图设计 |
| 4.2 牙轮钻机变频器接线图设计 |
| 5 PLC程序结构设计 |
| 6 变频器参数设置 |
| 7 系统调试 |
| 8 结束语 |
| 1技术背景 |
| 2工作原理 |
| 3结构设计 |
| 3.1提升加压减速机的设计 |
| 3.2回转减速机的设计 |
| 4选型与计算 |
| 4.1液压泵的选择 |
| 4.2液压马达的选择 |
| 4.3主要技术参数的计算 |
| 4.3.1快速提升 |
| 4.3.1.1提升力 |
| 4.3.1.2提升速度 |
| 4.3.2慢速加压 |
| 4.3.2.1加压力 |
| 4.3.2.2加压速度 |
| 4.3.3回转 |
| 4.3.3.1回转扭矩 |
| 4.3.3.2回转速度 |
| 5结论 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源、选题依据和背景情况 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国内牙轮钻机发展现状和趋势 |
| 1.2.2 国外牙轮钻机发展现状和趋势 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第2章 牙轮钻机总体设计 |
| 2.1 牙轮钻机总体参数 |
| 2.1.1. 轴压力的确定 |
| 2.1.2 钻头转速的确定 |
| 2.1.3 钻孔速度的确定 |
| 2.1.4 回转扭矩的确定 |
| 2.1.5 排碴风量的确定 |
| 2.2 推荐钻孔工作制度 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 牙轮钻机静力学分析 |
| 3.1 回转机构静力学分析 |
| 3.2 加压与提升机构静力学分析 |
| 3.2.1 加压时封闭链条一齿条式加压与提升机构静力学分析 |
| 3.2.2 提升时封闭链传动系统的受力分析与计算 |
| 3.2.3 移车时封闭链传动系统的受力分析与计算 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 多种工况下钻架强度计算 |
| 4.1 钻架装置 |
| 4.2 钻架的受力分析与有限单元法计算 |
| 4.2.1 有限元前处理 |
| 4.2.2 求解和后处理 |
| 4.2.3 计算工况的选择 |
| 4.3 正常钻进工况钻架的强度计算 |
| 4.3.1 正常钻进工况钻架的静力学分析 |
| 4.3.2 正常钻进工况钻架强度计算 |
| 4.3.3 校核疲劳强度 |
| 4.4 卡钻工况钻架的强度计算 |
| 4.4.1 突然卡钻工况对钻架的静力学分析 |
| 4.4.2 卡钻工况钻架强度计算 |
| 4.4.3 卡钻强度校核 |
| 4.5 提钻工况钻架的强度计算 |
| 4.5.1 提钻工况钻架的静力学分析 |
| 4.5.2 提钻工况钻架强度计算 |
| 4.5.3 提钻强度校核 |
| 4.6 移车工况钻架的强度计算 |
| 4.6.1 移车工况钻架静力学分析 |
| 4.6.2 移车工况钻架强度计算 |
| 4.6.3 移车强度校核 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 总体设计软件的开发 |
| 5.1 开发总体设计软件的意义 |
| 5.2 总体设计软件的功能 |
| 5.3 系统实例 |
| 5.3.1 用户登陆 |
| 5.3.2 计算轴压力 |
| 5.3.3 计算回转扭矩 |
| 5.3.4 确定回转功率 |
| 5.4 界面特点 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外牙轮钻机的发展现状 |
| 1.1.1 国外牙轮钻机的发展现状 |
| 1.1.2 国内牙轮钻机的发展现状 |
| 1.1.3 牙轮钻机的发展趋势 |
| 1.2 国内外牙轮钻机智能钻进控制系统的发展现状 |
| 1.3 课题任务及研究意义 |
| 1.3.1 课题任务 |
| 1.3.2 课题意义 |
| 第二章 全液压牙轮钻机钻进系统分析 |
| 2.1 全液压牙轮钻机钻进系统的组成 |
| 2.2 钻进过程中牙轮钻头动力学分析 |
| 2.2.1 牙轮钻头转速的计算 |
| 2.2.2 牙轮的纵向振动 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 智能钻进控制系统方案的研究 |
| 3.1 智能钻进控制系统的工作原理 |
| 3.2 智能钻进控制系统的组成 |
| 3.3 钻进控制系统对故障的识别与处理 |
| 3.3.1 钻孔偏斜故障的识别与处理 |
| 3.3.2 卡钻故障的识别与处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 智能钻进控制系统模块化设计 |
| 4.1 智能钻进控制系统收发数据设计 |
| 4.1.1 CAN-BUS 介绍 |
| 4.1.2 控制系统收发数据的程序设计 |
| 4.2 智能钻进控制系统控制模块的设计 |
| 4.2.1 控制模块的硬件设计 |
| 4.2.2 控制模块的软件设计 |
| 4.3 智能钻进控制系统故障诊断模块的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 CAN 智能钻进控制系统的实验研究 |
| 5.1 实验方案设计 |
| 5.2 实验内容 |
| 5.3 钻进系统的处理结果及分析 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的论文 |
| 1 主要技术性能指标 |
| 2 系统的主要构成 |
| 3 主要控制电路的工作原理及技术特点 |
| 3.1 给定积分器 |
| 3.2 电压负反馈和电压调节器 |
| 3.3 电流反馈和电流调节器 |
| 3.4 数字式移相脉冲形成器 |
| 3.5 脉冲放大器 |
| 3.6 系统保护和故障指示 |
| 4 结 语 |
