[发明专利]矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统有效
申请号: | 201110237998.3 | 申请日: | 2011-08-18 |
公开(公告)号: | CN102295215A | 公开(公告)日: | 2011-12-28 |
发明(设计)人: | 姜建国;左东升;戴鹏;徐亚军;吴玮;王贵峰;罗* | 申请(专利权)人: | 上海交通大学 |
主分类号: | B66B19/00 | 分类号: | B66B19/00;B66B1/28 |
代理公司: | 上海汉声知识产权代理有限公司 31236 | 代理人: | 郭国中 |
地址: | 20024*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 矿井 提升 钢丝绳 振荡 特征 频率 提取 抑制 系统 | ||
技术领域
本发明涉及一种振荡特征频率提取及抑制系统,尤其涉及一种矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统。
背景技术
钢丝绳广泛应用于矿井提升机的提升系统中,用以带动提升容器在井中升降,完成运输任务。运行过程中,提升系统如果发生机械共振,将会使钢丝绳及提升容器产生急剧振荡,破坏运行的稳定性。并且,还会使提升钢丝绳及提升机的某些机件出现大大超过正常情况的危险应力。除此之外,钢丝绳产生的振荡特征频率还会对提升机控制系统产生影响,系统中的各个环节会对钢丝绳产生的振荡进行积分、放大,对系统产生不利影响。
目前,对钢丝绳振荡特征频率的提取方法有很多,大部分矿井普遍使用的是Fourier分析法,然而这种方法只适用于平稳渐变的振荡,对于非正常工作状态下产生的非特征谐波,Fourier分析法不能很好地了解它的局部特征。因此,采用Fourier分析法不能全面地提取出钢丝绳的振荡特征频率,并且抑制效果不明显。
发明内容
基于上述问题,本发明的目的在于提供一种矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统,以解决现有技术中钢丝绳的振荡特征频率提取不全面且抑制效果不明显的技术问题。
为达到上述目的,本发明提供一种矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统,包括:
速度检测器,用以检测提升机电机的运行速度;
A/D采样电路,与速度检测器连接,用以对检测到的速度值进行采样;
数字滤波器,与A/D采样电路连接,用以对采样值进行数字滤波,并将滤波后的速度值送入PLC控制器;
PLC控制器,与数字滤波器连接,用以分析提升机的速度变化函数,采用小波分析法计算出提升机因钢丝绳正当产生的速度变化量Δn;
反相器,与PLC控制器连接,用以对速度变化量Δn取反,并将取反后的值-Δn作为速度环补偿给定叠加到提升机控制系统速度环的速度给定中。
一种矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统,其特征在于,其PLC控制器进一步包括:
CPU,用以分析提升机的速度变化函数,采用小波分析法计算出提升机因钢丝绳正当产生的速度变化量Δn;
输入接口模块,与CPU连接,用以接收数字滤波器发出的速度值,并将接收到的速度值发送给CPU;
输出接口模块,与CPU连接,用以将CPU处理得到的速度变化量Δn发送至反相器;
电源模块,分别与CPU、输入接口模块和输出接口模块连接,用以为该些模块的集成电路提供工作电源;
编程设备,与CPU连接,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC控制器及其所控制的系统的工作状况;
监控设备,与CPU连接,用于直接监视数据或通过画面监视数据;
存储设备,与CPU连接,用于永久性地存储用户数据,使用户程序不丢失。
依照本发明较佳实施例所述的一种矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统,其速度检测器为AVAGO光电编码-HEDS-5500#A14。
依照本发明较佳实施例所述的一种矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统,其特征在于,数字滤波器飞为一单频道RF射频删除数字滤波器。
依照本发明较佳实施例所述的一种矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统,其特征在于,PLC控制器为三菱公司的Q25PRH型PLC。
在矿井提升机系统中,理想情况下空气的阻力是均匀的,提升机匀速运行。因钢丝绳的特性所致,在提升过程中钢丝绳会发生振荡引起钢丝绳的张力增加导致提升机振荡,使得提升机的速度发生不规律的变化。因此,本发明将钢丝绳的振荡频率反映在提升机的速度变化上,通过提取分析并抑制提升机速度变化量来实现对钢丝绳振荡特征频率的提取及抑制,该系统通过PLC控制器对滤波后的速度采样值进行小波分析,计算出提升机因钢丝绳振荡产生的速度变化量Δn,完成钢丝绳振荡特征频率的提取,并将该速度变化量Δn作用到反向器上,对Δn取反,取反后的值-Δn作为速度环补偿给定叠加到速度环的速度给定中,通过速度环的闭环控制对Δn进行抑制,从而实现抑制钢丝绳的振荡特征频率。与现有技术相比,本发明可以准确地提取钢丝绳的振荡特征频率,并对该频率进行有效抑制。
附图说明
图1为本发明矿井提升机钢丝绳振荡特征频率提取及抑制系统的结构原理示意图;
图2为本发明实施例的一种A/D采样电路的电路结构图;
图3为本发明实施例的一种PLC控制器的结构原理图;
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