一种输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法技术

技术编号：40801388 阅读：2 留言：0更新日期：2024-03-28 19:27

本发明专利技术公开了一种输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，包括：根据功率分配调节目标，配置转速校正曲线；利用头部驱动输出功率减去尾部驱动输出功率的差值，即实际功率分配的反馈值，作为转速校正曲线的输入，获取校正频率；利用校正频率分别对头、尾驱动电机设定转速值进行大小相等、方向相反的校正，实现头尾驱动电机按设定目标的动态负荷分配；头尾功率分配的设定调节目标、转速校正曲线的调节作用以及实际反馈值形成功率分配的控制闭环，能够实现有效抵抗各种干扰因素，进行自动无误差的功率分配调节。本发明专利技术能够优化头尾负荷分配，提高皮带输送能力，减少皮带、辊筒等设备的磨损，提高使用寿命；还能够拓展应用于多头部多尾部驱动系统中。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输送皮带控制方法，具体涉及一种输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法。

技术介绍

1、头尾双驱动是长距离、大功率输送皮带常见驱动形式，通过变频器分别驱动头尾驱动电机，驱动电机经减速器驱动辊筒，辊筒依靠摩擦力驱动皮带，从而实现尾部到头部的物料输送。

2、如图1所示，目前，头部驱动电机设定转速v1s和尾部驱动电机设定转速v2s采用同一设定源，即皮带设定转速vs，并采用相同的加速减速动态特性，来实现头尾驱动电机的完全“同步”，实现头尾皮带行程完全一致。在负荷稳定的情况下，由于头尾皮带行程一致，皮带张力保持不变，从而头尾驱动电机的负荷是稳定的。

3、但是，变频器的速度控制精度以及辊筒等设备的加工精度都是有限的，而头尾驱动电机带动皮带的行程差是累计的，难以保证长时间累计行程还是一致的。如果头部皮带累计行程长，则输送皮带张力增大，负荷向头部驱动偏移；如果尾部皮带累计行程长，则输送皮带张力减小，负荷向尾部驱动偏移。在负荷上升的情况下，即当物料由尾部开始加载向头部输送时，输送皮带整体及头尾驱动的负荷都增加，但由于物料的分布、头尾之间的托辊摩擦阻力以及皮带弹性张力传导等不确定因素影响，很难保证头尾驱动负荷的增加幅度也是一致的，很容易出现负荷“跑偏”的现象。这种负荷“跑偏”是随机的，并且在负荷稳定后，头尾同转速控制方式无法予以纠正。

4、目前尚无针对上述负荷“跑偏”的调节策略来进行头尾驱动的负荷分配，驱动电机经常运行在非合理状态下，从而限制了皮带的输送能力，容易造成设备磨损，影响皮带使用寿命。

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技术实现思路

1、专利技术目的：本专利技术的目的是针对各种扰动因素作用下，皮带输送负荷稳态和动态下都会出现头尾负荷“跑偏”，无法实现输出功率分配按照设定运行的问题，提供一种输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法。

2、技术方案：本专利技术所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，包括：

3、根据功率分配调节目标，配置转速校正曲线；

4、分别读取头尾驱动变频器中的驱动输出功率，驱动输出功率为占额定功率百分比的形式；利用头部驱动输出功率减去尾部驱动输出功率的差值，即实际功率分配的反馈值，作为配置的转速校正曲线的输入，获取校正频率；

5、利用校正频率分别对头、尾驱动电机设定转速值进行大小相等、方向相反的校正，实现头尾驱动电机按设定目标的动态负荷分配，头尾驱动电机设定转速值用频率表示；

6、头尾功率分配的设定调节目标、转速校正曲线的调节作用以及实际反馈值形成功率分配的控制闭环，能够实现有效抵抗各种干扰因素，进行自动无误差的功率分配调节。

7、进一步地，转速校正曲线具有调节输出死区、比例输出区间和最大输出区间；其中，调节输出死区，设置校正频率为0，以避免小的驱动输出功率差值也校正设定转速值，引起设备振动；当驱动输出功率差值超出调节输出死区范围后，校正头尾驱动电机设定转速值，使得驱动输出功率差值返回调节输出死区范围内；最大输出区间，用于避免校正作用过大，使得驱动输出功率差值不能回到调节输出死区，而是在调节输出死区外来回振荡，造成设备振动。

8、进一步地，转速校正曲线函数表达式为：

9、

10、其中，f(x)为输出频率校正值；x为头尾驱动输出功率差值，即实际功率分配的反馈值；m为头、尾功率分配的设定目标，即头、尾驱动功率占比差作为功率分配的调节目的；m小于零，头部驱动功率占比小于尾部；m等于零，头、尾驱动功率占比相同；m大于零，头部驱动功率占比大于尾部。

11、进一步地，当实际功率分配的反馈值在调节目标m％的±1％范围内，满足调节目标，输出频率校正为0；当实际功率分配的反馈值大于(m+1)％时，线性比例输出校正值，为正值，头部驱动得到减转速设定，尾部驱动得到增转速设定，即头部减功率尾部增功率，以减小功率分配值；当实际功率分配的反馈值大于(m+4)％时，输出频率校正为0.3hz，正最大；当实际功率分配的反馈值小于(m-1)％时，线性比例输出校正值，为负值，头部驱动得到增转速设定，尾部驱动得到减转速设定，即头部增功率尾部减功率，以增大功率分配值；当实际功率分配的反馈值小于(m-4)％时，输出频率校正为-0.3hz，负最小。

12、进一步地，驱动输出功率取代为驱动输出转矩占额定转矩的百分比。由于调节过程中，转速微调整，输出转矩和输出功率近似一致，因此采用输出转矩作为反馈信号，对输出转矩进行调整分配，控制原理和效果与采用输出功率一样。

13、所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法可应用于多头部驱动皮带输送系统中，将关联较紧密的驱动合并在一起，采用上述的方法，再重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

14、所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法可应用于多尾部驱动皮带输送系统中，将关联较紧密的驱动合并在一起，采用上述的方法，再重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

15、所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法可应用于多头部单尾部驱动皮带输送系统中，将多头部驱动视为一个整体，获取多头部驱动整体的设定转速，再对多头部驱动采用同样的方法进行重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

16、所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法可应用于单头部多尾部驱动皮带输送系统中，将多尾部驱动视为一个整体，获取多尾部驱动整体的设定转速，再对多尾部驱动采用同样的方法进行重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

17、所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法可应用于多头部多尾部驱动皮带输送系统中，将多头部驱动视为一个整体，多尾部驱动视为一个整体，分别获取多头部驱动整体的设定转速和多尾部驱动整体的设定转速，再对多头部驱动采用同样的方法进行重复分解，对多尾部驱动采用同样的方法进行重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

18、本专利技术的原理为：

19、功率分配调节方法：在设定转速上，速度稍快点，输出功率上升，速度稍慢点，输出功率下降。即，对头、尾驱动加以大小相等方向相反的转速校正，可以实现头、尾驱动功率分配的目标调节。

20、转速校正曲线：实际功率分配情况，如果在功率分配控制目标范围内，则校正为零；如果超出功率分配控制目标范围外，则产生朝向功率分配控制目标的校正转速，分别校正头、尾驱动设定转速。

21、有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：

22、(1)通过配置转速校正曲线，能够实现按照设定分配头尾双驱动输出功率，并在保证控制精度的同时避免设备振动；

23、(2)形成了输出负荷分配设定和反馈的闭环控制回路，可以有效抵消各种干扰因素，实现按照设定稳定分配头尾驱动输出功率；

24、(3)由于可以合理分配头尾输出负荷，设备输送能力得以充分发挥，提高了输送能力；

25、(4)负荷有效分配至头尾驱动，降低了皮带张力，减少了皮带、辊筒等设备的磨损，提高了设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，转速校正曲线具有调节输出死区、比例输出区间和最大输出区间；其中，调节输出死区，设置校正频率为0，以避免小的驱动输出功率差值也校正设定转速值，引起设备振动；当驱动输出功率差值超出调节输出死区范围后，校正头尾驱动电机设定转速值，使得驱动输出功率差值返回调节输出死区范围内；最大输出区间，用于避免校正作用过大，使得驱动输出功率差值不能回到调节输出死区，而是在调节输出死区外来回振荡，造成设备振动。

3.根据权利要求2所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，转速校正曲线函数表达式为：

4.根据权利要求3所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，当实际功率分配的反馈值在调节目标M％的±1％范围内，满足调节目标，输出频率校正为0；当实际功率分配的反馈值大于(M+1)％时，线性比例输出校正值，为正值，头部驱动得到减转速设定，尾部驱动得到增转速设定，即头部减功率尾部增功率，以减小功率分配值；当实际功率分配

5.根据权利要求1所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，驱动输出功率取代为驱动输出转矩占额定转矩的百分比。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，应用于多头部驱动皮带输送系统中，将关联较紧密的驱动合并在一起，采用上述的方法，再重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，应用于多尾部驱动皮带输送系统中，将关联较紧密的驱动合并在一起，采用上述的方法，再重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，应用于多头部单尾部驱动皮带输送系统中，将多头部驱动视为一个整体，获取多头部驱动整体的设定转速，再对多头部驱动采用同样的方法进行重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，应用于单头部多尾部驱动皮带输送系统中，将多尾部驱动视为一个整体，获取多尾部驱动整体的设定转速，再对多尾部驱动采用同样的方法进行重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，应用于多头部多尾部驱动皮带输送系统中，将多头部驱动视为一个整体，多尾部驱动视为一个整体，分别获取多头部驱动整体的设定转速和多尾部驱动整体的设定转速，再对多头部驱动采用同样的方法进行重复分解，对多尾部驱动采用同样的方法进行重复分解，直至单个驱动，实现多驱动负荷分配。

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【技术特征摘要】

1.一种输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，转速校正曲线函数表达式为：

4.根据权利要求3所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，当实际功率分配的反馈值在调节目标m％的±1％范围内，满足调节目标，输出频率校正为0；当实际功率分配的反馈值大于(m+1)％时，线性比例输出校正值，为正值，头部驱动得到减转速设定，尾部驱动得到增转速设定，即头部减功率尾部增功率，以减小功率分配值；当实际功率分配的反馈值大于(m+4)％时，输出频率校正为0.3hz，正最大；当实际功率分配的反馈值小于(m-1)％时，线性比例输出校正值，为负值，头部驱动得到增转速设定，尾部驱动得到减转速设定，即头部增功率尾部减功率，以增大功率分配值；当实际功率分配的反馈值小于(m-4)％时，输出频率校正为-0.3hz，负最小。

5.根据权利要求1所述的输送皮带头尾双驱动负荷动态控制方法，其特征在于，驱动输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昕刚，魏茂华，李响，白利皇，
申请(专利权)人：北京国电富通科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人