采煤机是综采工作面“三机配套”主要装备之一,截割传动系统作为采煤机的主要工作机构,工况环境复杂恶劣,载荷变化不均匀,波动和冲击较大,在工作过程中容易发生过载,破坏运行平稳性和准确性。本课题提出一种新型永磁半直驱采煤机截割传动系统,去除了传统结构中故障率较高的行星齿轮减速机构,减少系统的传动环节,降低系统的故障率。在此背景下,本文对低速大扭矩永磁电机驱动形式的采煤机截割传动系统负载特性以及模拟方法进行研究。主要研究内容包括:(1)采煤机永磁半直驱截割传动系统负载特性研究。建立永磁半直驱截割传动系统的动力学模型;以螺旋滚筒负载特性为切入点,数值仿真出螺旋滚筒的动态负载,并对滚筒上负载的速度特性进行研究;进而求解各齿轮副在稳定工况和突变工况下的啮合受力情况,分析其载荷特点。(2)永磁半直驱系统负载特性模拟方法研究。阐述永磁半直驱系统负载特性模拟原理及模拟系统的物理实现;基于等效比例缩放和前向模型设计动态负载模拟跟踪方法,利用MATLAB/Simulink仿真验证动态跟踪方法的有效性;确立系统的时延路径,仿真分析延时特性的影响并采用史密斯预估控制进行补偿。(3)永磁半直驱系统负载模拟系统上位机软件设计。在分析LabVIEW与各总线集成的测试系统基础上,利用LabVIEW设计和开发出一套模块化、智能化、集成度高、综合性强的动态负载模拟系统综合测控软件。(4)永磁半直驱系统负载特性模拟实验研究。从实验平台性能测试、动态负载模拟跟踪方法验证、工况模拟三个方面,验证永磁半直驱系统负载特性模拟方法的正确性、实用性、有效性和优越性。