局部通風機變頻調速模糊控制器的開發(fā).pdf

1、近幾年，隨著煤炭工業(yè)向著高度智能化的方向發(fā)展，其安全事故發(fā)生的情況也有所改善，但瓦斯事故總數(shù)和瓦斯事故死亡人數(shù)的比例卻沒有下降。礦井掘進工作面是瓦斯事故的多發(fā)地點，而局部通風機是井下掘進生產(chǎn)中的主要設備，其工作的可靠性直接影響著掘進工作面生產(chǎn)的安全性，其工作的智能化程度取決于控制系統(tǒng)的先進性和自適應性。傳統(tǒng)的掘進巷道通風系統(tǒng)智能化程度低，大多是手動調速;目前，部分礦井采用變頻調速，但依舊是手動設置風機轉速來控制風量，沒有達到先進的自動化

2、程度，通風系統(tǒng)能耗大，瓦斯集聚“一風吹”的問題沒有得到徹底的解決，這種局面嚴重制約我國煤炭工業(yè)的發(fā)展。
　　針對上述問題，本文對煤礦掘進工作面局部通風理論進行了深入的研究，提出了一種基于雙模自調整模糊控制算法的局部通風機變頻調速模糊控制系統(tǒng)的設計方法，對該方法進行了建模仿真，并組建了相應的實驗平臺，進行了實驗調試，實驗結果表明，本文所設計的系統(tǒng)方案正確有效，實驗平臺可以按照控制規(guī)則正確運行。本文的具體研究內容如下:
　　闡述

3、了目前煤礦瓦斯處理方法及關鍵技術，介紹了國內外礦用局部通風機及其風量調節(jié)技術、局部通風機智能控制技術的研究現(xiàn)狀，結合掘進巷道局部通風理論，分析了我國局部通風機智能調速系統(tǒng)的技術現(xiàn)狀、裝備布置及其控制系統(tǒng)的控制策略、功能，提出了本文所設計的局部通風機智能調速模糊控制器的各項技術指標，制定了詳細的控制方式，確定了局部通風機變頻調速模糊控制器的總體方案。
　　依據(jù)工況確立了控制系統(tǒng)中模糊控制方法的隸屬度函數(shù)和模糊控制規(guī)則，分析對比了幾種

4、模糊控制器的動態(tài)性能。根據(jù)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，在常規(guī)二維模糊控制算法的基礎上采用自調整因子優(yōu)化控制器性能，并通過MATLAB對該模型進行仿真。結果表明，采用自調整因子優(yōu)化的控制器響應速度快。分析了三相異步電機的矢量控制方法，并對該種調制方式進行了MATLAB仿真，仿真結果表明該種調制方式可滿足控制系統(tǒng)設計的指標，為硬件的編程做準備。
　　在完成系統(tǒng)仿真的基礎上，設計了控制系統(tǒng)主回路，確定了DSP(DigitalSignal Pro

5、cessor)型號，設計了硬件系統(tǒng)，包括控制電路電源模塊、信號采樣及調理電路模塊、通訊模塊、APS Inverter(Applied Power System Inverter)故障鎖存及緩沖電路模塊等的結構，選取了電路參數(shù)，進行了數(shù)據(jù)測試。測試結果表明:各部分硬件電路結構合理，參數(shù)正確，穩(wěn)定性好。
　　在硬件平臺的基礎上，確定了局部通風機變頻調速模糊控制器的軟件整體方案，采用C語言編寫了控制器的主程序及子程序，包括中斷子程序、模