基于半实物仿真技术的自动消防控制系统设计

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1、分类号：UDC：密级：烈虞舞净微夫▲晕硕士学位论文基于半实物仿真技术的自动消防控制系统设计TheDesignofAutomaticFireControlSystembasedonHardware--In-·the·-Loop--Simulation赵东磊指导教师姓名：申请学位级别：论文定稿日期：学位授予单位：学位授予日期：章政副教授武汉科技大学信息科学与工程学院答辩委员会主席：评阅人：胡荣强教授盲审武汉科技大学研究生学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除了文中已经

2、注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：壑塞勉日期：兰：堕主：三芏研究生学位论文版权使用授权声明本论文的研究成果归武汉科技大学所有，其研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解武汉科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门(按照《武汉科技大学关于研究生学位论文收录工作的规定》执行)送交论文的复印件和电子版本

3、，允许论文被查阅和借阅，同意学校将本论文的全部或部分内容编入学校认可的国家相关数据库进行检索和对外服务。论文作者签名：垫盘塾指导教师签名：盔丝日武汉科技大学硕士学位论文摘要随着社会经济和科学技术的飞速发展，工业建设逐步加快，工业建筑对消防系统的要求越来越高。传统的工业消防系统通过人进行消防，灭火效率低，已经不能满足工业大空间消防的需要。因此，为了有效扑灭工业大空间火灾，工业自动消防系统的研究日益重要。本文以自动消防控制系统的研制为研究课题。首先，分析了燃烧理论和灭火原理，建立了带二次空气阻力的水射流轨迹模型，通过模型推导

4、出了用于计算消防炮俯仰角和回转角的公式，提供了水射流轨迹的理想模型，为实现自动消防控制系统奠定了仿真基础。然后，设计了自动消防控制系统，详细阐述了系统的硬件和软件设计。同时，设计了模糊PID控制器，该控制器以流量为输入对象，电动阀开度为输出对象。仿真现象表明，该控制器具有动态响应快速、控制精度高、稳态性好、鲁棒性强的特点。最后，基于MATLAB环境，搭建了自动消防控制系统的半实物仿真实验，实现了消防炮的自动消防功能。实验结果表明，本文所设计的自动消防控制系统能够迅速、准确的进行火灾点的自动定位和自动灭火，控制效果稳定，水

5、射流轨迹的射程误差不超过5％，且灭火的效果较好。同时，验证了利用半实物仿真技术设计工业自动消防控制系统的可行性。关键词：工业自动消防；半实物仿真；水射流轨迹模型；模糊PID控制器；MATLABAbstractAlongwithsocialeconomicandtechnologydeveloping，thedevelopmentofindustryisgraduallyaccelerating．Moreandmoreindustrialadvancetherequirementtothefirefightingsyste

6、ms．Thetraditionalindustrialfirefightingsystemsdonebymanwhichislowefficiencycannolongerfulfillstheneedofindustrialfirefightingsystemswithlargespace．Therefore，inordertoextinguishthefireofindustrialbuildingswithlargespace，theresearchofindustrialautomaticfiresystemsi

7、sincreasinglyimportant．Weconsiderthedevelopmentoftheautomaticfirecontrolsystemastheresearchsubjectinpaper．Firstly,weanalysisthetheoryofcombustionandextinguishing，andsetupwaterjettrajectorymodelwithsecondaryairresistance．Deducedtheformulausedtocalculatethefiregunp

8、itchingAngleandrotationAnglethroughthemodel，itlaidthefoundationofsimulationfortherealizationoftheautomaticfirecontrolsystem．Secondly,wedesignedtheautomaticfire