本书分为5章，主要研究了通过先进的弱磁检测技术、红外热成像技术、断带抓捕智能联动控制技术和先进信号处理技术，构建矿用带式输送机智能监测与防护系统，有效监测带式输送机关键部件故障和预防断带事故发生。

第1章 绪论1

1.1 研究背景及意义1
1.2 国内外研究现状及发展趋势2
1.2.1 钢丝绳芯输送带缺陷智能识别研究进展2
1.2.2 带式输送机关键部件故障监测研究进展10
1.2.3 断带抓捕系统研究进展13
1.2.4下运带防飞车保护系统研究进展16
1.3 系统总体思路及主要研究内容17
1.3.1 系统总体思路17
1.3.2 主要研究内容18
1.4 本书主要工作及章节安排20

第2章 钢丝绳芯输送带缺陷信号降噪和特征提取方法28

2.1 钢丝绳芯输送带结构及其损伤模式28
2.1.1 钢丝绳芯输送带结构28
2.1.2 钢丝绳芯输送带损伤模式30
2.2 缺陷检测原理及弱磁监测系统开发31
2.2.1 钢丝绳芯输送带缺陷检测原理31
2.2.2 缺陷弱磁监测系统设计32
2.3 缺陷漏磁场空间分布研究44
2.3.1 断绳缺陷漏磁场空间分布仿真分析45
2.3.2 缺陷漏磁场仿真与测试结果对比48
2.3.3 基于磁偶极子模型的接头位移缺陷漏磁场空间分布建模51
2.4 缺陷弱磁信号降噪56
2.4.1 缺陷弱磁信号噪声来源特点及降噪评价指标56
2.4.2 改进阈值小波的变步长LMS自适应滤波降噪算法57
2.5 缺陷弱磁信号特征提取62
2.5.1 时域特征提取62
2.5.2 小波包能量特征提取64
2.5.3 基于改进邻域粗糙集的特征约简算法65
2.6 本章小结76

第3章 钢丝绳芯输送带缺陷智能识别方法79
3.1 支持向量机分类算法概述79
3.1.1 VC维79
3.1.2 结构风险小化80
3.1.3 支持向量机分类81
3.2 支持向量机多类分类算法87
3.2.1 常用支持向量机多类分类算法87
3.2.2 基于类距离之和的模糊二叉树SVM多类分类算法90
3.3 粒子群优化算法93
3.3.1 基本粒子群优化算法93
3.3.2 标准粒子群优化算法94
3.4 分类实验结果分析96
3.4.1 UCI数据集分类实验结果分析96
3.4.2 钢丝绳芯输送带缺陷分类实验结果分析97
3.5 钢丝绳芯输送带接头位移缺陷定位与定量98
3.5.1 接头位移缺陷定位和定量方法98
3.5.2 输送带接头在线智能识别实验102
3.6 本章小结104

第4章 带式输送机关键部件故障预警方法106
4.1 关键部件故障监测系统106
4.2 关键部件红外图像去噪方法108
4.2.1 带式输送机红外图像降噪方法108
4.2.2 红外图像降噪实验验证110
4.3 关键部件红外图像增强方法112
4.4 关键部件红外图像分割方法114
4.4.1 基于阈值的图像分割方法116
4.4.2 基于区域生长的图像分割方法117
4.4.3 基于改进区域生长的带式输送机关键部件红外图像分割方法119
4.5 红外图像特征提取方法122
4.5.1 关键部件轮廓提取122
4.5.2 关键部件形状特征提取123
4.5.3 关键部件纹理特征提取124
4.6 关键部件红外图像分类方法133
4.6.1 BP神经网络算法133
4.6.2 基于BP神经网络的分类算法135
4.7 关键部件故障预警140
4.7.1 红外图像诊断方法140
4.7.2 关键部件的故障诊断141
4.7.3 关键部件的故障预警145
4.8 本章小结147

第5章 带式输送机断带智能抓捕系统研发150
5.1 带式输送机断带问题分析150
5.2 断带抓捕器机械系统设计及仿真分析151
5.2.1 电磁式断带抓捕器机械系统设计及仿真分析151
5.2.2 电液式断带抓捕器机械系统设计及仿真分析155
5.2.3 基于ADMAS的断带抓捕器仿真分析156
5.2.4 断带抓捕器关键部位受力分析161
5.3 断带抓捕器抓捕力及抓捕时机分析167
5.3.1 断带抓捕器抓捕力分析及布置167
5.3.2 抓捕时机及抓捕时间计算169
5.4 断带抓捕器群智能联动控制系统设计175
5.4.1 电液式断带抓捕器智能联动控制方法175
5.4.2 电磁式断带抓捕器智能联动控制方法175
5.5 本章小结176

第6章 下运带式输送机防飞车保护系统设计178
6.1 下运带式输送机工况分析及制动要求178
6.1.1 下运带式输送机工况分析 178
6.1.2 防飞车保护装置的制动要求178
6.2 下运带式输送机防飞车保护系统方案179
6.2.1 机械系统方案180
6.2.2 控制系统方案180
6.2.3 液压系统方案181
6.3 防飞车保护机械系统设计181
6.3.1 防飞车保护机械系统方案设计181
6.3.2 防飞车保护装置制动力分析及布置182
6.3.3 防飞车保护机械系统关键部件设计及有限元仿真183
6.4 防飞车保护液压系统设计193
6.4.1 防飞车保护液压系统总体方案193
6.4.2 防飞车保护液压系统关键部件选型及计算195
6.5 防飞车保护控制系统设计202
6.5.1 防飞车保护速度检测系统设计202
6.5.2 防飞车保护控制系统硬件设计204
6.5.3 飞车判据及控制方法206
6.5.4 防飞车保护控制系统软件设计208
6.6 本章小结211