在散料运输领域中,带式输送机已是不可或缺的运送设备之一。近年来,随着国家对“节能降耗”的重视,带式输送机节能控制的研究已经受到广泛的关注。在实际生产中,由于煤层的不均匀性,导致输送机出现空载和轻载现象。若输送机仍以固定的最大带速运转,会使得电机实际输出功率小于额定功率,导致电机效率过低,造成能源浪费。目前,针对皮带输送机节能研究的主要方法是:通过建立输送量与运行速度之间匹配关系来调整运行速度,减小消耗功率达到节能目的。然而,在调速过程中,采用传感器检测煤量存在滞后问题,而且传感器安装位置对滞后作用也有很大影响。当输送机处于低带速运行时,煤量突然增加,输送机不能及时提速,会造成输送带上堆煤及溢煤等故障的发生。为了解决上述问题,提出了以张力变化率作为辅助因素,在传感器未检测到煤量信息时,辅助提速避免上述故障发生。首先建立了带式输送机起动过程动力学模型,分析了其在起动过程中的运行状况,并根据实际运行情况建立了基于载荷变化的时变系统动力学模型,分析变载荷情况下输送机的动力学特性。其次,以基于状态重构的方法,建立状态观测器估计系统状态量,进而得到驱动滚筒处张紧力变化率,结合电子皮带秤对煤量的测量值,设计了煤量识别系统,应用模糊推理原理得出合理的运行速度值,并通过自整定模糊PID控制器,保证输送机调速运行更加稳定。最后,利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,对起动和加载过程动力学模型、状态观测器模型、煤量识别系统模型以及自整定模糊PID模型进行仿真,并结合NI CompactRIO硬件和LabVIEW软件做硬件在环实验验证。验证发现煤量识别系统输出运行速度的准确性高,调速系统中自整定模糊PID控制器的稳定性好和抗干扰能力强。