Непрерывное регулирование скорости ленточного конвейера в случае усеченной спектральной плотности грузопотока

Актуальной проблемой горных транспортных систем является повышение эффективности использования конвейерных линий. Рассматривается непрерывное регулирование скорости. Исследование проводилось с целью построения передаточной функции для следящей системы, воспроизводящей входной сигнал Q(t). Задача ограничена повторением входящего сигнала с некоторым запаздыванием по времени t₀, поскольку технически нереализуемо мгновенное изменение скорости движения ленты конвейера, соответствующее изменению грузопотока. Если определить спектральную плотность сигнала скорости, как пропорциональную спектральной плотности грузопотока S_Q (ω), то с применением метода, предложенного В.В. Солодовниковым, получается выражение для передаточной функции: Ф(jω) = e^–αt₀. Найден минимальный средний квадрат ошибки, нужный для оценки качества регулирования. Предложено уточнение для выражения спектральной плотности. Рассмотрена усеченная спектральная плотность и найдена новая передаточная функция, а также минимальный средний квадрат ошибки регулирования. С учетом того, что грузопотоки изменяются много медленнее релаксационных процессов в конвейере, качество управления оказывается еще выше. При M_Q (t) = 3σ(t) это отклонение составляет примерно 3% от математического Q Q ожидания, а конвейер оказывается загруженным на 98,5%. Значит, регулирующая система успевает с хорошей точностью повторить входящий сигнал и сохранить полную загрузку конвейера без просыпей, удерживая Q/v = h = const.

Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Непрерывное регулирование скорости ленточного конвейера в случае усеченной спектральной плотности грузопотока // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 2. – С. 130–138. DOI: 10.25018/0236-14932020-2-0-130-138.

Дмитриева Валерия Валерьевна — канд. техн. наук, доцент, РГУ Нефти и газа им. И.М. Губкина, e-mail : dm-valeriya@yandex.ru,
Сизин Павел Евгеньевич — канд. физ.-мат. наук, ИБО НИТУ «МИСиС», e-mail: mstranger@list.ru.

Сизин П.Е., e-mail: mstranger@list.ru.

1. Bahke T. Dimensioning and application of belt conveyors with intermediate belt drive (T-T System) // Bulk Solids Handling. 1982, no 1, pp. 47—57.
2. Thompson M., Jennings A. Impumelelo coal mine is home to the world’s longest belt conveyor // Mınıng Engineering. 2016. Vol. 68, Iss. 10. pp. 14—35.
3. Fedorko G., Molnár V., Kopas M. Calculation and simulation model of a system RopeCon // TEM Journal. 2018. Vol. 7, Issue 3, Pp. 480—487, DOI: 10.18421/TEM73-02.
4. Mikušová N., Milľo S. Modelling of conveyor belt passage by driving drum using finite element methods // Advances in Science and Technology Research Journal. 2017, Vol. 11, Issue 4, pp. 239—246. DOI: 10.12913/22998624/80311.
5. Galkin V. I. Design features of belt conveyors with spatial track for transporting bulk materials // Mining Industry Journal, 2018, no 1 (137), pp. 84—86.
6. Дмитриева В. В. Разработка и исследование системы автоматической стабилизации погонной нагрузки магистрального конвейера. Дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н. — М., 2005. — 162 с.
7. Мерцалов Р. В. Исследования подземных грузопотоков и установление способов повышения эффективности использования шахтных конвейеров. Дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н. — М., 1968.
8. Зарецкий О. М. Исследование неравномерности грузопотоков из очистных забоев угольных шахт и разработка методики расчета и выборки параметров привода выравнивающих бункер конвейеров. Дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н. — М., 1979.
9. Брагин В. В., Шевелев А. Л., Ларичкин Л. Д. Формирование грузопотоков угля из комплексно-механизированных забоев // Cборник научных трудов ассоциации «Кузбасуглетехнология». — 1992. — № 5. — С. 16—29.
10. Кондрахин В. П., Стадник Н. И, Белицкий П. В. Статистический анализ эксплуатационных параметров шахтного ленточного конвейера // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия: горно-электромеханическая. — 2013. — № 2(26). — С. 140—150.
11. Прокуда В. М., Мишанский Ю. А., Проценко С. Н. Исследование и оценка грузопотоков на магистральном конвейерном транспорте ПСП «Шахта «Павлоградская» ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» // Горная электромеханика. — 2012. — № 88. — С. 107—111.
12. Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Корреляционный анализ и методы моделирования случайного грузопотока, поступающего на сборный конвейер // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 10. — С. 145—155. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-10-0145-155.
13. Солод Г. И. О технологических предпосылках автоматизации конвейеров и конвейерных линий в горнодобывающей промышленности / Транспорт горных предприятий: Сборник статей. — М.: Недра, 1968.
14. Солод Г. И., Папоян Р. Л. Основные технические и технологические предпосылки автоматизации шахтных конвейеров с регулируемой скоростью / Механизация и автоматизация рудничного транспорта: Сборник статей. — М.: Недра, 1965. — С. 120—126.
15. Шахмейстер Л. Г., Дмитриев В. Г. Вероятностные методы расчета транспортирующих машин. — М.: Машиностроение, 1983. — 265 с.
16. Дмитриев В. Г., Вержанский А. П. Основы теории ленточных конвейеров. — М.: Изд-во «Горная книга», 2017. — 590 с.
17. Дмитриев В. Г., Вержанский А. П. Специальные ленточные конвейеры. — М.: Изд-во «Горная книга», 2019. — 490 с.
18. Polderman J. W., Willems J. C. Introduction to mathematical systems theory: a behavioral approach (texts in applied mathematics) 2nd edition. New York: Springer, 2007. 455 p.
19. Солодовников В. В., Дмитриев А. Н., Егупов Н. Д. Спектральные методы расчета и проектирования систем управления. — М.: Машиностроение, 1986. — 406 с.
20. Солодовников В. В., Плотников В. Н., Яковлев А. В. Теория автоматического управления техническими системами: учебное пособие для вузов. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1993. — 492 с.
21. Шахмейстер Л. Г., Дмитриев В. Г., Лобачева А. К. Динамика грузопотоков и регулирование скорости ленточного конвейера. — М.: Изд-во МГИ, 1974. — 45 с.
22. Дьяченко В. П. Методы описания величины случайного грузопотока ленточных конвейеров горных предприятий на основе ее эмпирических распределений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2007. — № 3. — С. 287—289.
23. Дмитриева В. В., Сизин П. Е. Определение величин и числа оптимальных уровней переключения скорости движения ленты конвейера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 6. — С. 147—155. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-147-155.