一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法及装置，控制方法包括以下步骤：将输送带承载段分成定长的n等份，结合在线图像装载量测量手段，获得每等份输送带上的物料量。并以带速、分布向量、主驱动单元转矩、中部驱动单元转矩、尾部驱动单元转矩为输入量，建立主驱动与中部驱动转矩偏差以及中部驱动与尾部驱动转矩偏差的数据驱动学习模型，本发明专利技术结合装载量在线测量手段，采用数据驱动方法获得转矩偏差预测模型，以实现主从驱动单元之间的协调控制。提高卸载式多点驱动输送机的控制性能，提高输送机的安全性。采用LSSVM来完成建模训练，存储空间及在线算力的要求低，适合PLC等工业控制器，解决卸载式多点驱动带式输送机卸载点胶带张力问题。卸载点胶带张力问题。卸载点胶带张力问题。

【技术实现步骤摘要】
一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种输送装置领域，尤其涉及一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法及装置。

技术介绍

[0002]带式输送机系统作为散状物料连续输送设备，广泛应用于钢铁、煤炭、港口码头、电力、建材等国民经济各行业，使用量大、应用面广。带式输送机朝着大型、远距离、高速度、大运量及智能化的方向不断发展。在设计和开发长距离带式输送系统时，由于单台驱动电机所能提供的驱动力有限，且输送胶带所能承受的最大张力也有限，故大型带式输送机通常采用多台电机驱动的方式，一方面可以降低单台电机的容量，另一方面也可以降低胶带的张力。多点驱动不仅降低了对胶带强度的要求，还能够方便设备选型，实现设备的小型化。实质上多点驱动是提高性价比的一种方式。多点驱动的方式很多，包括直线摩擦式、钢丝绳牵引式和中部滚筒卸载式等。其中滚筒卸载式多点驱动是在普通带式输送机中部增加一组或几组驱动装置，把通常设置在头部的驱动力分摊到几个部分。卸载式中间驱动方式结构简单、便于布置，能有效降低制造加工、输送、安装和维护管理等成本，在多驱输送机系统中得到较多采用。但中间转载点将导致整个胶带张力的分布与集中驱动布置形式完全不同，中间驱动轮胶带绕出侧张力将会明显降低，存在若控制不合适将造成胶带打滑；中间转载点还使得物料多次下落，在胶带上分布不均，中部滚筒卸载式多驱动输送机的驱动系统难以控制的问题。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“新型带式输送机”，我公告号CN103662715，包括机身部，卸载部、机头部、储带张紧部、收放胶带装置、驱动装置，过渡防跑偏前置托辊组，胶带、可自移式机尾、皮带保护和皮带机控制系统、视频监测系统。但是上述方案通过机尾滚筒带动皮带运行，通过变频器控制驱动滚筒工作，只有尾部滚筒驱动，在长距离运输中胶带上的货物分布不均时会导致整个胶带张力的分布不均衡，即使调整尾部滚筒也无法使整个胶带张力均衡，若控制不合适存在会造成胶带打滑，中间转载点还会使物料下落的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服现有技术的卸载式多驱输送机在工况变化下从驱动滚轮绕出侧胶带张力变小导致打滑的问题，提供一种采用数据驱动方法获得主驱动单元和从驱动单元之间的转矩偏差预测模型，以实现主从驱动单元之间的协调控制，提高卸载式多点驱动输送机的控制性能和输送机的安全性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法，包括主驱动单元、中部驱动单元和尾部驱动单元，所述控制方法以下步骤：步骤S1：头部驱动单元设置为速度驱动模式，中部驱动单元和尾部驱动单元均设
置为转矩控制模式；步骤S2：设置主采样周期T
S
，采集物料分布向量x
k
，主驱动单元转矩T
ET
、中部驱动单元转矩T
EZ
、尾部驱动单元转矩T
EW
；步骤S3：将T
ET
、T
EW
、v加入x
k
中，形成中部驱动单元的输入向量将T
EZ
、T
ET
、v加入物料分布向量x
k
中，形成尾部驱动单元的输入向量步骤S4：调用离线建立和训练好的预测模型，读取预存好的模型参数，将中部驱动单元的输入向量和尾部驱动单元的输入向量输入到预测模型中进行计算，获得模型输出值即中部转矩偏差ΔT
E(TZ)
和尾部转矩偏差ΔT
E(ZW)
；步骤S6：根据中部转矩偏差ΔT
E(TZ)
和尾部转矩偏差ΔT
E(ZW)
设定中部驱动单元转矩调整值和尾部驱动单元转矩调整值。
[0006]作为优选，所述步骤S1中所述的获取物料分布向量包括如下步骤：步骤S11：将输送带承载段分成定长的n等份的输送带段，获取输送带瞬时装载量q；步骤S12：获得首段输送带的物料量如下：其中，N＝t1/t
s
，l为输送带段长度，v为输送带带速，t
l
＝l/v，t
s
为采样周期；步骤S13：经过时间后获得输送带上的物料分布向量：x＝(x1，x2...x
m
，x
m+1
...x
m
)，其中，s为中部驱动绕出点到落料点之间的皮带长度，v为输送带带速。
[0007]随着时间的推移，物料将在输送带上向后依次传递，形成链表：x1→
x2→……→
x
m
→
x
m+1
→……→
x
n
。当输送机运行时间大于后，每个段的装载量都将变成已知量。向量x＝(x1，x2…
x
m
，x
m+1
…
x
n
)描述了输送带上的物料分布，在本说明书中称之为物料分布向量。周期性获取机尾胶带图像，计算带式输送机瞬时装载量。数据驱动建模获得装载量的趋势，不需要其绝对值，故无需对测量系统进行标定，实现更加方便。
[0008]作为优选，步骤S4所述的预测模型的建立和训练包括如下步骤：S41：将头部驱动单元、中部驱动单元和尾部驱动单元都设置为速度控制模式；S42：设置在线装载量测量周期t
s
，开始装载量在线测量；设置变量采样周期T
S
获取v、x、T
ET
、T
EZ
、T
EW
，T
s
＞t
s
；S43：将T
ET
、T
EW
、v加入x中，形成中部驱动单元的输入向量，X
Z
＝(x1，x2...xm，x
m+1
…
x
n
，v，T
EW
，T
ET
)；将T
EZ
，T
ET
，v加入中，形成尾部驱动单元输入向量，X
W
＝(x1，x2...x
m
，x
m+1
...x
n
，v，T
EZ
，T
ET
)；S44：采集运输机多种工况的数据，通过处理获得中部驱动单元学习样本和尾部驱动单元学习样本存入样本集
其中k为第k个T
S
周期，N
Z
表示中部驱动单元样本数量，N
W
表示尾部驱动单元样本数量；S45：通过LSSVM算法对样本集进行建模训练；S46：训练完成后将LSSVM模型参数存入PLC，以供在线使用。
[0009]其中N
ε
为样本容量，由于LSSVM训练过程中需要采用稀疏化算法对学习样本进行剔除，故N
ε
小于原始样本数N
Z
。
[0010]输送机驱动单元电机转矩T
E
与驱动轮的驱动圆周力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法，其特征是，包括主驱动单元、中部驱动单元和尾部驱动单元，所述控制方法以下步骤：步骤S1：头部驱动单元设置为速度驱动模式，中部驱动单元和尾部驱动单元均设置为转矩控制模式；步骤S2：设置主采样周期T
S
，采集物料分布向量x
k
，主驱动单元转矩T
ET
、中部驱动单元转矩T
EZ
、尾部驱动单元转矩T
EW
；步骤S3：将T
ET
、T
EW
、v加入x
k
中，形成中部驱动单元的输入向量将T
EZ
、T
ET
、v加入物料分布向量x
k
中，形成尾部驱动单元的输入向量步骤S4：调用离线建立和训练好的预测模型，读取预存好的模型参数，将中部驱动单元的输入向量和尾部驱动单元的输入向量输入到预测模型中进行计算，获得模型输出值即中部转矩偏差ΔT
E(TZ)
和尾部转矩偏差ΔT
E(ZW)
；步骤S6：根据中部转矩偏差ΔT
E(TZ)
和尾部转矩偏差ΔT
E(ZW)
设定中部驱动单元转矩调整值和尾部驱动单元转矩调整值。2.根据权利要求1所述的一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法，其特征是，所述步骤S1中所述的获取物料分布向量包括如下步骤：步骤S11：将输送带承载段分成定长的n等份的输送带段，获取输送带瞬时装载量q；步骤S12：获得首段输送带的物料量如下：其中，N＝t1/t
s
，1为输送带段长度，v为输送带带速，t
l
＝l/v，t
s
为采样周期；步骤S13：经过时间后获得输送带上的物料分布向量：x＝(x1，x2...x
m
，x
m+1
…
x
n
)，其中，s为中部驱动绕出点到落料点之间的皮带长度，v为输送带带速。3.根据权利要求2所述的一种数据驱动的多驱输送机转矩控制方法，其特征是，步骤S4所述的预测模型的建立和训练包括如下步骤：S41：将头部驱动单元、中部驱动单元和尾部驱动单元都设置为速度控制模式；S42：设置在线装载量测量周期t
s
，开始装载量在线测量；设置变量采样周期T
S
获取v、T
ET
、T
EZ
、T
EW
，T
s
＞t
s
；S43：将T
ET
、T
EW
、v加入x中，形成中部驱动单元的输入向量，X
Z
＝(x1，x2...x
m
，x
m+1
...x
n
，v，T
EW
，T
ET
)；将T
EZ
，T
ET...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹小明，岑梁，何海国，王伟，季国良，范津津，林瑞学，汪剑荣，王佳峰，王晟，倪浅雨，毕祥宜，吕斌斌，邱泽晶，肖楚鹏，胡文博，余梦，朱亮亮，
申请(专利权)人：国网浙江长兴县供电有限公司，
类型：发明
国别省市：