1.2    研究内容及意义

考虑到拖线阵、缆绳、尾绳的直径有所不同，收放与拖曳不可以用传统的方法进行，所以合适的拖曳绞车应运而生。

1. 绞车液压系统的分析和研究

对液压系统的结构特点进行分析，根据本课题研究绞车的工作环境，首先选择切合实际的驱动方案。再从高效性、安全性、可靠性的角度进行系统的细节构建工作，选择合理的调速方案及回路，最后构建绞车整体的液压系统。

2. 变节距排缆机构的研究

传统的排缆方式为储缆筒马达通过链条或皮带传动来驱动排缆丝杠进行排缆，本文通过设置独立的伺服电机来驱动排缆丝杠，并且设置转速传感器将储缆筒转速和缆绳直径作为排缆系统的给定值，实现了闭环控制。不仅实现了对节距柔性控制，同时解决了上一层缆绳切入下一层而引起的缆绳承受冲击的问题。

3. 绞车速度控制算法的研究

虽然闭环PID等传统的控制算法在绞车的速度控制上得到广泛的应用。但是对复杂的电液控制系统，被控对象和控制系统中存在的非线性、时变、外部干扰、建模后的简化与线性化等因素，使传统的控制算法很难满足要求。本文通过对伪微分反馈控制（PDF）算法的研究，并将其应用于绞车的速度控制上。

4. 试验系统的研究

用PLC作为控制器来实现对绞车的速度控制和变节距排缆的功能，简要分析了系统所应用的控制器、速度检测单元及能量提供单元的工作原理。在此基础上搭建了绞车速度控制及变节距排缆系统的试验平台，编制了满足试验要求的系统软件。

1.3   拖曳绞车结构及性能介绍

1.3.1  绞车的发展

    绞盘是一种常见的工业加工机械，它在人类的发展中有着举足轻重的地位。绞盘是第一种用于牵引重型吊运的机器，它可以使一个人带走多次重于自己的重物。绞车使用的是一种轴和轮的形式，框架支撑所述滚筒的垂直分量，可以通过手动摇动曲柄使绞盘滚筒绕水平轴转动。

今天广泛使用的绞车（或卷扬机）是另一种形式的绞盘，这是指一个或一些绳索或钢丝卷绕在圆筒上面，用来提起重物或拖曳重载荷的动力机械。因此，绞车主要用途:一是作为提升设备，用于矿井提升、凿井提升及悬吊（升降）凿井设备设施，即沿井筒提升矿石、废石、升降人员、下放材料、工具和设备等；二是作为搬运设备，用于井下调度运输矿石（矿车），采场耙矿（渣）或充填、撤除立柱等[1]。

绞盘结构简图

随着目前绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力、安全和节能等方面取得了很大的进步。目前绞车广泛应用于工程机械、建筑机械、矿山机械、船舶运输、海洋石油等诸多领域。

1.3.2  绞车的构成

绞车主要由驱动部件、工作部件和辅助部件等几个部分组成。

1. 驱动部件：驱动绞车进行收放缆绳，包含能源机构及执行机构。绞车驱动方式较为丰富，包括电动机、柴油机、液压马达和气动马达等等。

2. 工作部件：在执行元件的驱动下，绞车可通过牵引卷筒的旋转来完成对负载的提升和下放控制。工作部件还包括排缆及储缆装置，实现对缆绳的整齐排列。

3. 辅助部件：是绞车在进行拖曳过程中的辅助装置，包括拖曳滑轮组、导缆器、张力测量元件、速度反馈元件等[2]。

1.3.3 拖曳绞车的类型

因为绞车的种类实在太多，按照不同的方式分就会有不同的类型。所以绞车种类可以说是千变万化的。