【摘 要】
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电机车的精准停车对实现辅助运输的智能化和无人化至关重要。目前,电机车停车主要依赖司机的驾驶经验,自动化水平不高,难以准确到达货物装卸点,不利于实现煤矿辅助运输的智能化和无人化。本文以永磁同步电机驱动的电机车为研究对象,提出了一种基于永磁同步电机的矿用电机车停车控制方法,实现不同速度、停车距离、坡度和载重工况下电机车的精准停车。本文主要研究内容如下:首先,分析了电机车停车要求,分析电机车行驶过程中的
【基金项目】
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国家重点研发计划“复杂地质条件煤矿辅助运输机器人”（2020YFB1314100）；
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电机车的精准停车对实现辅助运输的智能化和无人化至关重要。目前,电机车停车主要依赖司机的驾驶经验,自动化水平不高,难以准确到达货物装卸点,不利于实现煤矿辅助运输的智能化和无人化。本文以永磁同步电机驱动的电机车为研究对象,提出了一种基于永磁同步电机的矿用电机车停车控制方法,实现不同速度、停车距离、坡度和载重工况下电机车的精准停车。本文主要研究内容如下:首先,分析了电机车停车要求,分析电机车行驶过程中的驱动力和各种阻力;建立不同工况下电机车的动力学模型,分析电机车的停车过程,得到不同速度、停车距离、坡度和载重下的矿用电机车停车控制方法。其次,基于坐标变换原理,简化永磁同步电机的数学模型,介绍SVPWM的原理和实现;基于永磁同步电机的矢量控制模型,设计模糊PID控制器,建立基于模糊PID的永磁同步电机双闭环矢量控制系统,在停车过程中为电机车提供精确的制动力矩。再次,基于电机车停车控制方法、电机车的动力学模型和永磁同步电机的模糊PID双闭环矢量控制模型,使用simulink建立电机车停车的仿真系统,包括永磁同步电机的模糊PID双闭环矢量控制仿真模型、电机车的动力学仿真模型和驾驶员仿真模型;通过仿真系统模拟不同工况下电机车的停车过程,从而对停车控制方法进行验证。最后,基于上述理论分析,搭建了电机车停车实验台,包括实验台的原理介绍、硬件的选型、控制器的电路设计和软件开发。通过实验验证停车控制方法,分析实验数据,证明本文得到的不同工况下的电机车停车控制方法能有效地实现煤矿井下电机车的精准停车。本论文有图78幅,表22个,参考文献81篇。
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