【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及带式输送机控制领域，具体涉及一种带式输送机的两级速度控制方法。
技术介绍
1、在长距离带式输送机启动过程中，避免带断裂和材料堆积故障非常重要。从整体操作机构的角度分析长途带式输送机，启动过程可以理解为一个加速过程。当速度发生变化时，相应的加速度也会发生变化，导致输送带发生不同程度的弹性变形，产生一定的动态张力。因此，速度控制尤为重要。为了防止此类事件，相邻子系统之间的位移差必须保持在一个确定的范围内，这是通过限制每个子系统的速度误差来实现的。
2、因此，现需要一种能够精确将系统速度误差限制在预期范围内的带式输送机的两级速度控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种带式输送机的两级速度控制方法，以解决现有技术中不能够精确将带式输送机系统速度误差限制在预期范围内的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种带式输送机的两级速度控制方法，具体包括如下步骤：
3、s1，建立等式约束的动态模型。
4、s2，将控制目标的速度视为约束，并结合动态模型进行等式约束部分的鲁棒控制设计。
5、s3，将动态模型进行转换，使动态模型符合不等式约束的状态形式。
6、s4，对经过步骤s3转换后的动态模型进行不等式约束的控制设计。
7、s5，对带式输送机系统进行仿真验证。
8、进一步地，步骤s1具体包括如下步骤：
9、s1.1，考虑一个带式输送机系统的动态模型：>
10、 （1）；
11、其中，、、、分别表示带式输送机系统的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵以及摩擦力矩阵，,,分别为带式输送机系统的位移、速度和加速度；
12、s1.2，假设期望的约束是一阶形式的：
13、（2）；
14、其中，为系数矩阵，为第个子系统的速度；将公式（2）写成矩阵形式：
15、（3）；
16、其中，；和为维度。
17、s1.3，对约束方程公式（2）进行一次微分：
18、（4）；
19、其中，
20、（5）；
21、（6）；
22、将公式（4）重写为二阶形式的约束：
23、（7）；
24、其中，；
25、公式（7）的矩阵形式为：
26、（8）；
27、其中，。
28、进一步地，步骤s1还包括如下步骤：
29、s1.4，引入控制力，得到转换后的动态模型：
30、（9）；
31、其中，
32、；
33、；；
34、其中，为各子系统的质量，，为各子系统的刚度，为各子系统的阻尼，为带式输送机系统误差矩阵，为各子系统误差，为带式输送机系统速度误差矩阵，为各子系统速度误差，为带式输送机系统加速度误差矩阵，为各子系统加速度误差,，，，每个子系统具有相同的期望位移、期望速度和期望加速度，、和分别为各子系统的位移、速度和加速度，为带式输送机系统期望加速度矩阵，，为各子系统的摩擦力，为带式输送机系统控制力矩阵，为各子系统控制力, 为反正切函数。
35、s1.5，引入带式输送机系统的不确定性，并且将实际的带式输送机系统分为确定性部分和不确定性部分，得到：
36、 （10）；
37、 （11）；
38、 （12）；
39、 （13）；
40、其中，为带式输送机系统中的标称部分，为带式输送机系统的不确定性部分，为不确定的时变参数，令，，得到 。
41、s1.6，假设：
42、（14）；
43、其中，为单位矩阵，为约束矩阵，并且存在一个未知常数，使得所有的都满足：
44、 （15）；
45、其中，表示矩阵的最小特征值，是不确定参数的界限。
46、进一步地，步骤s2具体包括如下步骤：
47、s2.1，将标称部分的控制设计为：
48、（16）；
49、其中，，“+”代表摩尔-彭罗斯广义逆。
50、对标称部分的补偿控制设计为：
51、（17）；
52、其中，是正常数，期望轨迹与实际轨迹之间的误差表示为：
53、（18）。
54、s2.2，假设：存在一个未知的常数向量以及一个已知的函数，对于所有的有：
55、（19）；
56、对于每一个对进行线性分解：存在一个函数满足：
57、（20）。
58、对不确定性部分的控制设计为：
59、（21）；
60、为正的可调谐控制参数，并且：
61、 （22）；
62、则总的控制输入为：
63、（23）。
64、进一步地，步骤s2还包括如下步骤：
65、s2.3，进行稳定性证明，选取lyapunov函数为：
66、（24）；
67、其中，为对称矩阵；
68、对公式（24）求导得到：
69、（25）。
70、s2.4，为了简化公式（25），带入公式（18）得到：
71、（26）。
72、根据公式（16）（17）（18），并且让，继续化简得：
73、（27）；
74、解出：
75、（28）。
76、进一步地，步骤s3具体包括如下步骤：
77、s3.1，令，并且，公式（1）被重新写做：
78、；
79、 （29）；
80、其中，，令，得到：
81、（30）；
82、然后，对进行限制，使得:
83、（31）；
84、其中，、分别表示的上界与下界。
85、s3.2，利用微分同胚理论对带式输送机系统的状态变量进行转换；
86、（32）；
87、其中，是转换过后的坐标，是转换方程，，, ，是设置的速度边界。
88、s3.3，对进行求导得:
89、（33）。
90、进一步地，步骤s4具体包括如下步骤：
91、s4.1，将不等式约束的控制应用于带式输送机系统中：
92、（34）；
93、其中，是关于的函数。
94、将不等式约束力设计为：
95、（35）；
96、其中，,和是正常数，得到加入不等式约束力之后的为：
97、（36）。
98、s4.2，找到一个李雅普诺夫函本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤S1还包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤S2还包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤S3具体包括如下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤s1具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特征在于，步骤s1还包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种带式输送机的两级速度控制方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张媛，魏玉栋，李晨鸣，宗成国，郝妮妮，牟宗磊，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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