[发明专利]一种摩擦式提升机容器振动抑制系统及方法

说明书

本发明公开了一种摩擦式提升机容器振动抑制系统及方法，系统包括电机、摩擦轮、天轮、提升钢丝绳、提升容器以及尾绳，安装所述天轮的天轮支架的上端开设有直线轨道，所述天轮通过此直线导轨与天轮支架浮动相连，天轮支架的下端连接有伺服液压缸，伺服液压缸的另一端通过铰链连接于井下固定平台，伺服液压缸与天轮支架连接部位设有压力传感器；提升容器的上端设有加速度传感器，伺服液压缸的内部设有位移传感器和油压传感器，加速度传感器、位移传感器、压力传感器和油压传感器将信号输送至外部控制器。本发明可以有效抑制摩擦式提升机提升过程中产生的振动，保证提升机安全平稳的运行。

技术领域

本发明涉及物料运输领域，尤其涉及一种摩擦式提升机容器振动抑制系统及方法。

背景技术

提升机作为联系矿井井上与井下的关键设备，负责设备、人员及矿物的运输，其安全性和稳定性影响着工作人员的生命安全及矿井的工作效率，因此需要保证矿井提升机安全稳定的运行。矿井提升机运行过程中，由于提升速度快，钢丝绳及提升容器会受到矿井中气流的影响致使提升容器容易产生振动。尤其是对于摩擦式提升机，由于提升容器与刚性罐道的摩擦以及摩擦衬垫制作和安装误差会使得提升容器的振动更加复杂，不仅大大影响了乘坐人员的舒适性的安全性，还会降低提升钢丝绳的使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种摩擦式提升机容器振动抑制系统及方法，可以有效抑制摩擦式提升机提升过程中产生的振动，保证提升机安全平稳的运行。

为达上述目的，本发明提供一种摩擦式提升机容器振动抑制系统，包括电机、摩擦轮、天轮、提升钢丝绳、提升容器以及尾绳，电机通过联轴器与摩擦轮相连为其提供动力，提升钢丝绳依次绕过摩擦轮和天轮后与提升容器相连，尾绳连接在提升容器的底部自然下垂；安装所述天轮的天轮支架的上端开设有直线轨道，所述天轮通过此直线导轨与天轮支架浮动相连，天轮支架的下端连接有伺服液压缸，伺服液压缸的另一端通过铰链连接于井下固定平台，伺服液压缸与天轮支架连接部位设有压力传感器；提升容器的上端设有加速度传感器，伺服液压缸的内部设有位移传感器和油压传感器，加速度传感器、位移传感器、压力传感器和油压传感器将信号输送至外部的控制器，控制器内设有判断提升机的振动情况的预设程序，控制器与伺服液压缸信号相连以闭环控制伺服液压缸的动作。

进一步的，电机的驱动轴处设有电机转速编码器。

进一步的，控制器包括控制柜、移动直流电源、信号调理箱和下位机，移动直流电源、信号调理箱和下位机均安装在控制柜里；泵站布置在控制柜一侧。

进一步的，提升容器上端还设有无线信号发送模块，控制柜顶部设有无线信号接收模块。传感器与控制器之间通过无线信号传输，减少了井下布线。

进一步的，下位机中实时运行的控制算法包括鲁棒自适应边界控制器、非线性干扰观测器和延时补偿观测器。

延时补偿观测器可以补偿由于无线信号传输装置造成的反馈信号延迟问题。非线性干扰观测器用来观测模型不确定性和未知干扰造成的误差并予以补偿。基于以上两个观测器，鲁棒自适应边界控制器根据参考振动信号和实时反馈的信号计算出所需的控制输入信号，并将计算的流量值转化为伺服阀所需电压值，驱动液压缸运动以抑制容器振动。

进一步的，提升容器卡装在刚性罐道之间并在提升钢丝绳的拉动下沿着刚性罐道移动。

一种摩擦式提升机容器振动抑制方法，包括以下步骤：

第一步，设定提升系统电机的参考速度信号，与电机驱动轴相连的电机转速编码器将采集的电机转速信号实时反馈到控制器中的电机转速控制器中，控制器根据参考速度信号和反馈的实时转速信号，调整控制输入，实现电机的速度控制；

第二步，提升容器顶部的加速度传感器实时采集提升容器的振动信号，并由无线信号传输模块传输至信号调理模块进行信号调理后，经采集板卡采集进入控制器；