特長公路隧道洞內(nèi)值班室空氣凈化系統(tǒng)及非線性PID控制研究.pdf

1、隨著我國交通運輸網(wǎng)的高速發(fā)展，公路隧道的數(shù)量和規(guī)模都在不斷地增加。對于長度大于10公里的特長公路隧道，為保障公路隧道的運營安全，需設(shè)置洞內(nèi)值班室。洞內(nèi)值班室環(huán)境較為封閉，室內(nèi)空氣污染嚴重，惡劣的工作環(huán)境將嚴重危害值班室救援人員的人身安全，從而威脅到隧道運營安全。
　　本論文分析了特長公路隧道洞內(nèi)值班室空氣流動特性，結(jié)合值班室內(nèi)污染物檢測結(jié)果，針對性地提出了一種適用于公路隧道洞內(nèi)值班室環(huán)境改善的空氣凈化系統(tǒng)。該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為三部分

2、：室外凈化過濾機組、室外富氧機組和室內(nèi)循環(huán)機組。為了提高空氣凈化系統(tǒng)的凈化效率，同時給出了三種系統(tǒng)工作模式：室內(nèi)工作模式、室外工作模式、混合工作模式。區(qū)別于傳統(tǒng)空氣凈化系統(tǒng)，本系統(tǒng)不僅可有效凈化粉塵、顆粒物等污染物，對于隧道中CO消除及汽車尾氣中的污染物凈化，可完全滿足救援人員室內(nèi)24小時連續(xù)工作標準。此外，通過室外富氧機組的控制，可大大提高特長公路隧道洞內(nèi)值班室的空氣質(zhì)量和舒適度。
　　為了提高空氣凈化系統(tǒng)的控制精確性，本論文提

3、出了一種值班室空氣凈化系統(tǒng)的非線性PID控制算法。利用Simulink仿真平臺，比較了傳統(tǒng)PID空氣凈化系統(tǒng)和非線性PID空氣凈化系統(tǒng)的控制性能。針對氧氣濃度控制，進行了穩(wěn)定性和快速性的仿真及分析。結(jié)果表明，非線性PID空氣凈化系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)時間和最大超調(diào)量等性能指標均優(yōu)于傳統(tǒng)PID空氣凈化系統(tǒng)。
　　本論文系統(tǒng)及控制方法已實施于秦嶺終南山特長公路隧道值班室，凈化和控制效果表明，該空氣凈化系統(tǒng)對污染物的凈化效率，遠高于現(xiàn)有的空