基于模糊PID控制的煤礦風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源，占我國(guó)一次能源消費(fèi)70％以上，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用。而通風(fēng)是煤礦開采過程中最重要的環(huán)節(jié)，良好的通風(fēng)系統(tǒng)可以有效地降低礦井中瓦斯?jié)舛龋乐雇咚故鹿实陌l(fā)生，但通風(fēng)又是復(fù)雜且消耗電能的過程。通風(fēng)系統(tǒng)的工作狀況直接影響著煤礦的生產(chǎn)效率和安全，為了節(jié)能減耗，必須使通風(fēng)系統(tǒng)安全高效地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)礦井風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)。 由于影響礦井通風(fēng)的軸流式風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)因素多，數(shù)學(xué)模型難以建立，常規(guī)控制無法獲得滿意效果，本論文采用

2、了一種PWM輸出的模糊PID控制技術(shù)對(duì)風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并應(yīng)用可編程控制器加以實(shí)現(xiàn)。 風(fēng)量調(diào)節(jié)模糊PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由參數(shù)可調(diào)整PID和模糊控制系統(tǒng)兩部分組成。被控對(duì)象為軸流式風(fēng)機(jī)，采用同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，風(fēng)量的調(diào)節(jié)是通過調(diào)整風(fēng)葉角度加以實(shí)現(xiàn)。采用二維模糊控制器，其輸入一為風(fēng)量誤差，即風(fēng)機(jī)風(fēng)量的期望值(或給定值)與風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)量實(shí)際值(或反饋值)之差，二為風(fēng)量誤差的變化率；輸出為控制量，控制風(fēng)機(jī)風(fēng)葉角度。 針對(duì)PID控制

3、器參數(shù)整定不易的局限，將模糊控制和PID控制結(jié)合起來，構(gòu)造了一個(gè)參數(shù)自整定模糊PID控制器，通過模糊控制規(guī)則在線調(diào)整PID控制器的參數(shù)，并在MATLAB下實(shí)現(xiàn)該控制器的計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)果表明：參數(shù)自整定模糊PID控制器比傳統(tǒng)PID控制器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線好、響應(yīng)時(shí)間短、超調(diào)量小，穩(wěn)態(tài)精度高，動(dòng)靜態(tài)性能好。 實(shí)驗(yàn)證明，本文所提出的模糊PID控制策略，不需要被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，在大滯后、參數(shù)不確定和慣性大的風(fēng)量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中工作穩(wěn)