永磁直联带式输送机因其具有安装方式简单、启动转矩大、传动效率高等优点,在煤矿运输行业的应用越来越多。但由于永磁直联带式输送机在运行时通常以恒高速运行,时常发生“大马拉小车”的情况,造成了不必要的能耗。随着变频调速技术的发展,永磁直联带式输送机可以通过变频调速处理以节约能量。本文以矿用永磁直联带式输送机运行过程中的动态优化为出发点,对矿用永磁直联带式输送机进行动力学建模分析及控制策略研究。由于在工况条件下采集实验数据会影响实际生产,且存在安全风险,本文设计并搭建了永磁直联带式输送系统实验平台,用来模拟实际工况,以获取调速依据。本文的主要研究内容如下:建立了矿用永磁直联带式输送系统的动力学模型。选择中国带式输送机设计标准GB50431作为矿用永磁直联带式输送系统阻力计算的准则,利用有限单元法对矿用永磁直联带式输送机进行动力学分析,建立离散化的动力学方程,在动力学方程的基础上建立矿用永磁直联带式输送系统的状态空间方程,并利用状态观测器,对难以测量的状态量进行观测,建立了广义的状态空间方程,利用本征正交分解法对状态空间方程进行降阶优化,在保证模型原有性质不变的同时,大大减小了计算难度,使得仿真时间减少。针对矿用永磁直联带式输送机缺乏调速依据的问题,即缺乏带式输送机的运行速度、运量及其功率三者之间的关系,本文通过搭建矿用永磁直联带式输送系统实验平台,在实验平台上采集相关数据,利用带可变遗忘因子的最小二乘法建立矿用永磁直联带式输送系统的功耗模型,利用非支配排序遗传算法对功耗模型进行优化,为矿用永磁直联带式输送机调速提供依据,建立的功耗模型误差较小,满足应用要求,可为矿用永磁直联带式输送系统节约能量。采用带约束的模型预测控制算法对矿用永磁直联带式输送系统进行节能调速研究,并建立仿真模型,与PID控制算法进行对比,结果表明,带约束的模型预测控制算法响应速度更快,控制稳定性更好。利用LabVIEW软件,开发实验平台监控系统。在矿用永磁直联带式输送系统实验平台上进行实验验证,结果表明节能调速控制可为矿用永磁直联带式输送系统节约能量,验证了功耗模型的准确性与可行性。