基于模糊pid控制的煤矿风量调节系统研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要煤炭是我国的基础能源，占我国一次能源消费70％以上，在国民经济中发挥着重要作用。而通风是煤矿开采过程中最重要的环节，良好的通风系统可以有效地降低矿井中瓦斯浓度，防止瓦斯事故的发生，但通风又是复杂且消耗电能的过程。通风系统的工作状况直接影响着煤矿的生产效率和安全，为了节能减耗，必须使通风系统安全高效地运行，实现矿井风量自动调节。由于影响矿井通风的轴流式风机风量调节系统因素多，数学模型难以建立，常规控制无法获得满意效果，本论文采用了一种PWM输出的模糊PID控制技术对风量进行自动调节，并应用可编程控制器加以实现。风量调

2、节模糊PID控制系统结构主要由参数可调整PID和模糊控制系统两部分组成。被控对象为轴流式风机，采用同步电动机拖动，风量的调节是通过调整风叶角度加以实现。采用二维模糊控制器，其输入一为风量误差，即风机风量的期望值(或给定值)与风机输出的风量实际值(或反馈值)之差，二为风量误差的变化率；输出为控制量，控制风机风叶角度。针对PID控制器参数整定不易的局限，将模糊控制和PID控制结合起来，构造了一个参数自整定模糊PID控制器，通过模糊控制规则在线调整PID控制器的参数，并在MATLAB下实现该控制器的计算机仿真。仿真结果表明：参数自整定模糊PID控制

3、器比传统PID控制器的动态响应曲线好、响应时间短、超调量小，稳态精度高，动静态性能好。实验证明，本文所提出的模糊PID控制策略，不需要被控对象的精确数学模型，在大滞后、参数不确定和惯性大的风量调节控制系统中工作稳定、可靠性高、适应性好、鲁棒性强。同时这种方法对其它的大滞后，特性参数不确定等控制对象的控制问题都有很好的参考价值。关键词：模糊PID控制器，可编程控制器，MATLAB仿真，风量调节武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACT11lecoaliSplayingavitalroleinthenationaleconomicinthebasa

4、lenergysourceofoarcountry,whichoccupiesover70％energysourcesconsumptiOILVentilationisthemostimportantpartinthepl'OCeS8oftheCOalmineexploitation，it咖reducethegasdensityofmmeefl矗ztivelyandavoidingthegasaccidents’occurrence．butventilationisacomplexprocessanditconsumeselectricity

5、．n”workingstatusofventilationsysteminfluencestheproductionefficiencyandsafety．Inordertosaveenergy,theventilationsystemmustbekeepedrunwithsafetyandhigllefficiencyautomatically．C0alininewindratemgulationsystembasedonfuzzyPIDcontrolhasbeenpresentedinthepaperwithPWMomputandimpl

6、ementingitwithPLCunderthecircumstanceofmanyinfluencefactors，whichexistintheaxial-flowfan'swindrateregulationsystemduringtheprocessofmineventilationanda托dimculttoestablishthemathematicmodeltoobtainthesatisfiedresultinnormalcontrolways．11圮structureof、Ⅳindrateregulationsystemb

7、asedonfuzzyPIDcontrolmainlyincludesadjustablePIDandfuzzycontrolsystem．Thewindrateregulationisrealizedbyadjustingtheangleoftheventilator’svanecontrolledbysynchronizationelectromotor．1rt忙systemu∞stwodimensionfuzzycontrollerwhichhastwoinputvalueandoneoutput．OReinputiswindratee

8、rror,whichisthemarginbetweentheg-VenValneandfeedbackvalue．Theotherinputisthe、啊ndra