礦用移動式救生艙溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、我國煤礦井下事故頻頻發(fā)生,不僅威脅著工作人員的生命健康,也造成了巨大的經濟損失。對于煤礦井下救生艙的研究應用已經迫在眉睫。本文基于目前救生艙溫濕度控制中存在的一些問題,結合模糊理論和PID控制方法進行了救生艙溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究和設計。
　　通過對救生艙的艙體結構和材料進行分析,計算出艙壁的傳熱系數(shù)、系統(tǒng)熱容、艙內產生的熱負荷和濕負荷以及所需制冷劑和除濕劑的量。確定了降溫除濕整體方案。
　　根據救生艙溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的工作

2、原理,并考慮到艙內人員數(shù)目、體質及其它原因對熱濕負荷造成的干擾,建立了溫度對象和濕度對象的數(shù)學模型。救生艙溫濕度控制系統(tǒng)具有大時滯、時變、非線性及耦合性的特點,常規(guī)PID控制難以得到滿意的效果。本文引進模糊控制理論,首先通過模糊解耦器對溫濕度進行解耦,然后設計模糊自適應PID控制器實現(xiàn)對溫度的控制,設計模糊控制器實現(xiàn)對濕度的控制。利用MATLAB對設計的監(jiān)控系統(tǒng)進行了仿真,結果顯示和PID控制器相比,響應速度提高,超調量減小,穩(wěn)態(tài)精度和

3、魯棒性均有所提高。
　　設計了系統(tǒng)的總體架構,選用STM32F103ZET6作為核心處理器,對溫濕度采集電路(AM2302溫濕度傳感器)、液晶顯示電路(LCD12864液晶屏)、數(shù)字鐘電路(DS1302)、光耦隔離電路(PC817光電耦合器)、風機驅動電路(L298N驅動芯片、FBL-35/24直流隔爆通風機)、報警電路、最小系統(tǒng)進行了設計,對硬件抗干擾進行了分析。
　　利用KEIL uVision4 MDK編譯軟件進行了溫