液黏传动被广泛应用于风机、水泵的无级调速和刮板输送机、带式输送机的软启动,具有过载保护、冲击小、高效率和高可靠性等特点,对大功率设备的节能起着重要的作用。本文针对矿用重型刮板输送机,围绕可控启动装置的转矩特性、匹配特性、控制策略及功率平衡等关键技术难题,对基于液黏传动的刮板输送机机电液耦合系统的动态匹配特性和控制策略进行理论分析和试验研究,以期达到利用电机峰值转矩和转动惯量实现重载启动、改善启动性能和多机驱动功率平衡的目的。针对可控启动装置的转矩特性,建立了纯油膜剪切阶段变黏度下摩擦副油膜剪切转矩模型,分析了油膜剪切阶段的流场特性和工作油流量变化对油膜剪切转矩的影响规律;基于混合摩擦阶段油膜压力模型和微凸峰接触压力模型,得到了混合摩擦阶段的转矩特性。结合驱动电机和齿轮传动转矩特性,建立了可控启动装置转矩平衡方程,得到了液黏传动在启动过程的瞬态转矩特性,为软启动匹配特性和控制规律研究提供理论依据。为了研究可控启动装置耦合系统的匹配特性,分析了刮板输送机启动工况的载荷特性,揭示了速度变化对刮板输送机启动特性的影响规律。依据建立的可控启动装置启动过程的瞬态转矩模型,得到了重载启动工况的负载转矩以及液黏传动转矩、油膜承载力、油膜厚度和滑摩功率的变化规律。基于改进雷达图法,建立了可控启动装置特性、驱动电机特性和负载特性匹配的评价体系,对刮板输送机不同工况下四种启动速度的匹配方案进行了定量评价,确定了重载工况下S型启动的最优匹配性能。为了提高刮板输送机软启动性能,设计出基于S型启动的液黏传动控制油压上升规律。利用MATLAB和Isight联合仿真建立了软启动性能目标函数优化设计平台,基于可控启动装置启动过程的转矩模型和层次分析法,建立了启动性能优化评价体系,得到了目标函数响应面方程,揭示了启动时间、负载和转动惯量对启动性能的影响规律。采用试验设计与模拟退火算法优化的方法建立了启动时间的优化模型,确定不同工况下的最佳启动时间,对刮板输送机启动性能进行优化。为了研究重型刮板输送机控制策略,建立了刮板输送机、电液伺服控制系统和液黏传动的数学模型,得到了机电液耦合系统的控制模型。利用AMESim和Simulink联合仿真建立复杂机电液系统多物理仿真模型,设计出可控启动装置模糊PID控制算法,分析了电液伺服控制系统动态特性。通过对多机驱动功率平衡影响因素的分析,确定出功率平衡控制方案,对软启动功率平衡性能进行研究。研制了液黏传动试验平台,设计了可控启动装置液黏传动试验包箱和嵌入式智能控制器,分析了液黏传动摩擦副摩擦特性和动态转矩特性,对刮板输送机软启动控制策略进行了试验研究,验证了摩擦副转矩特性理论预测模型的合理性和软启动控制策略的有效性。