煤礦井下排水監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、井下排水系統(tǒng)是煤礦生產六大系統(tǒng)之一，擔負著井下積水排出的重要任務，是保證煤礦安全生產的一個重要環(huán)節(jié)。本文針對金鳳煤礦井下排水監(jiān)控系統(tǒng)這一實際工程項目，圍繞系統(tǒng)的自動化水平、安全運行、節(jié)能降耗的角度進行了研究，首先通過動態(tài)規(guī)劃法，提出了井下三段排水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化策略，其次實現(xiàn)了水位模糊PID算法在該系統(tǒng)中的應用，最后在ZigBee無線技術的基礎上進行了網絡架構的設計。利用智能控制技術、計算機技術、網絡通信技術，完成了井下排水系統(tǒng)的控制策略

2、優(yōu)化、自動控制和遠程監(jiān)控的相關設計工作。本文的主要研究工作可總結為如下三個方面:
　　(1)井下排水系統(tǒng)控制策略的優(yōu)化。為實現(xiàn)避峰填谷原則，建立了排水系統(tǒng)的離散數(shù)學模型，根據(jù)最優(yōu)化原理和動態(tài)規(guī)劃法，對排水系統(tǒng)進行分段決策控制，并通過Dijkstra算法對數(shù)學模型進行求解，得出獲取最優(yōu)控制策略的一般方法。該策略能夠根據(jù)礦井實際涌水量和用電情況，通過合理調度水泵的運行以達到節(jié)能降耗的目的。
　　(2)水位模糊PID控制算法的設計

3、及其實現(xiàn)。針對井下排水系統(tǒng)的非線性、大時滯、變參數(shù)、數(shù)學模型不確定的特點，設計了水位模糊PID控制器，并通過Matlab/Simulink軟件將其與常規(guī)PID控制器進行仿真對比，得出模糊PID在響應性、抗干擾性和適應性三個方面具有更好的控制性能的結論，最后通過OPC技術完成上位機軟件Matlab與PLC的實時通訊，實現(xiàn)了模糊PID控制算法在井下排水系統(tǒng)中的應用。
　　(3)基于ZigBee技術的井下排水控制系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)以DR