基于MATLAB的矿井通风机优化控制仿真

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1、第18卷煤矿开采V0L182013年第5期CoalminingTechnology2013Nn5基于MATLAB的矿井通风机优化控制仿真陈勇，周晖(淮阴师范学院物理与电子电气工程学院，江苏淮安223300)[摘要]本文设计了一种新型的矿井通风机的模糊PID控制器，分析了矿井通风机控制系统的数学模型和模糊PID控制器的结构、工作原理和作用，并运用Maflab／Simulink对模糊PID控制器和常规控制器分别在矿井通风机控制中进行仿真，结果表明模糊PID控制器设计合理，控制效果良好，具有更好的控制特性。[关键词]通风机；Matlab；模糊PID【中图分

2、类号]TP272BasedontheⅣTLABSimulationofMineVentilationOptimizationControlCHENYong．ZHOUHuiSchodofPhysicalandElectronicElectricalEngineeringHuaiYinNormalUniversity，HuanAn223300Abstract：AnewtypeofthemineventilatorfuzzyPIDcontrollerisdesignedinthispaper，whichanalysedthemathematicalmode

3、lofthemineventilatorcontrolsystem，theconstructureofthefuzzyPIDcontrollerandworkingprincipleandefect．ThemineventilatorcontrollingoffuzzyPIDcontrollerandthecommoncontrollerissimulatedrespectivelybyapplyingMatlab／simulink．TheresultshowsthatthefuzzyPIDcontrollerdesignisreasonablean

4、dcontrollable．Keywords：mineventilator；fuzzy—PID；Matlab引言模型。通风机广泛应用于矿山、电厂、冶金、地铁等部1通风机控制系统原理门。其性能如何关系到工作人员的人身安全和运行在通风网络中，当矿井总风量不足或过剩时，为是否经济，尤其是用在煤矿上的通风机，它被称为满足安全和经济两大原则的要求，需要对主要通风“矿井肺脏”，担负着向井下输送足够数量的新鲜空机的供风量进行调节，即矿井总风量调节。常用的方气，以冲淡有害气体的浓度和带走飞扬的煤尘，保证法有改变主要通风机的工作特性和矿井总风阻值。井下工作条件的安全、

5、可靠和良好【”。矿井主要通风随着工业计算机控制技术和变频器技术的日趋成机的风量易受到通风网络空气动力参数、风机性能熟，目前，常采用改变主要通风机工作特性的方法来曲线、矿井瓦斯浓度、人员数量等参量变化的影响圆，实现对风机供风量的调节。而改变主要通风机工作为使矿用主要通风机能安全、高效地运行，必须对风特性一般是通过改变通风机转速或叶片安装角来实机风量进行各参量变化的自适应调节，以满足煤矿现。安全生产对煤矿通风条件的要求。随着矿井通风机用传递函数G。表示通风量日与电机转速之间控制的设计应用领域的不断扩大，要求控制系统简关系，如果电机转速为阶跃变化时，通风量

6、在起始状易、成本低廉、控制算法合理、开发周期短，建立矿井态不会迅速增加，而是呈现出起始惯性段，此过程可通风机控制系统的仿真模型，可以充分利用计算机近似于积分环节与时滞环节的串联系统特性，G可仿真的优越性，人为地改变系统的结构、加入不同的表示为：扰动和参数变化，以便考察系统在不同结构和不同工况下的动态特性【3]。本文在分析矿井通风机控制数G1-w(s)=(+1)㈩学模型的基础上，对通常的运动控制系统仿真模型式中，拉普拉斯算子，一时间常数，一电机转进行了改进，并借助于Matlab／Simulink强大的仿真建速改变时通风量的变化速度。模能力，建立了矿井通

7、风机控制系统的计算机仿真用传递函数G表示“虚假通风量”时通风量日与[基金项目]2012江苏省淮安市科技支撑计划项目资助(HAG2012045)[作者简介]陈勇(1979一)，男，江苏高邮人，讲师，博士生，主要从事信号处理、测试控制技术等研究。206第18卷煤矿开采V0L182013年第5期CoalminingTechnology2013Nn5通风流量D之间关系，所谓“虚假通风量”，即通风流0．2，一0．1，0，0．1，0．2，0．3l，偏差变化率的隶属函数也量突然增加时，通风量先上升，然后再下降，而不是选三角形函数。根据PID控制的基本原理，比例系数

8、当通风流量D大于电机转速时，通风量应下降，这。的作用在于加快系统的响应速度，提高系统调节是因为通风流量增加，