基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)煤礦電機車調(diào)速系統(tǒng)研究.pdf

1、煤炭是目前應(yīng)用面積最大的化石能資源，煤礦電機車作為最主要的開采運輸方式，其調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)對于整個煤礦的安全具有特殊的意義。目前應(yīng)用最多的手段是通過改變串接電阻來改變外接負(fù)載電壓實現(xiàn)調(diào)速。此方法雖然操作簡便，外界硬件電路設(shè)備簡單，但是該調(diào)速系統(tǒng)有兩個致命缺點，一個是在外接電阻上產(chǎn)生大量能耗，第二個是機械特性比較軟。因此，亟需研發(fā)出一種新型的直流電機調(diào)速設(shè)備克服上述兩個缺點。
　　論文根據(jù)直流串勵電動機的轉(zhuǎn)速函數(shù)方程，將傳統(tǒng)PID

2、調(diào)速和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)速方法相結(jié)合，研究如何通過改變電樞電壓實現(xiàn)調(diào)速。期間搭建了小型直流電動機實物平臺模擬煤礦電機車的調(diào)速過程，通過仿真將傳統(tǒng)PID控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器進(jìn)行性能對比，驗證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器在面對非線性被控對象時的優(yōu)越性。并在閉環(huán)控制系統(tǒng)中投入使用，實現(xiàn)系統(tǒng)的在線自適應(yīng)調(diào)速，實現(xiàn)了直流調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)實時轉(zhuǎn)速的誤差進(jìn)行自我修正。
　　硬件電路選用STM32單片機作為核心中樞產(chǎn)生用于控制電動機的PWM方波，通過IR2

3、214集成芯片驅(qū)動IGBT實現(xiàn)對直流串勵電動機轉(zhuǎn)向的調(diào)節(jié)，通過按鍵電路和LCD1602顯示電路實現(xiàn)人機信息交流和控制，通過旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行電機實時工作狀態(tài)反饋。軟件部分將整個系統(tǒng)的程序分為了 PWM方波產(chǎn)生部分，鍵盤控制部分，顯示程序部分，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器部分，編碼器測速部分以及各個延時中斷。
　　本文通過在井下電機車直流串勵電動機調(diào)速系統(tǒng)中引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器為控制系統(tǒng)提供具有自適應(yīng)特性的在線調(diào)整能力，滿足應(yīng)對時變的非線性