局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)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(jìn)工作面是瓦斯事故的多發(fā)地點(diǎn)，而局部通風(fēng)機(jī)是井下掘進(jìn)生產(chǎn)中的主要設(shè)備，其工作的可靠性直接影響著掘進(jìn)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(jìn)性和自適應(yīng)性。傳統(tǒng)的掘進(jìn)巷道通風(fēng)系統(tǒng)智能化程度低，大多是手動調(diào)速;目前，部分礦井采用變頻調(diào)速，但依舊是手動設(shè)置風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來控制風(fēng)量，沒有達(dá)到先進(jìn)的自動化

2、程度，通風(fēng)系統(tǒng)能耗大，瓦斯集聚“一風(fēng)吹”的問題沒有得到徹底的解決，這種局面嚴(yán)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(jìn)工作面局部通風(fēng)理論進(jìn)行了深入的研究，提出了一種基于雙模自調(diào)整模糊控制算法的局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，對該方法進(jìn)行了建模仿真，并組建了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案正確有效，實(shí)驗(yàn)平臺可以按照控制規(guī)則正確運(yùn)行。本文的具體研究內(nèi)容如下:
　　闡述

3、了目前煤礦瓦斯處理方法及關(guān)鍵技術(shù)，介紹了國內(nèi)外礦用局部通風(fēng)機(jī)及其風(fēng)量調(diào)節(jié)技術(shù)、局部通風(fēng)機(jī)智能控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，結(jié)合掘進(jìn)巷道局部通風(fēng)理論，分析了我國局部通風(fēng)機(jī)智能調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)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(shè)計(jì)的局部通風(fēng)機(jī)智能調(diào)速模糊控制器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，制定了詳細(xì)的控制方式，確定了局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)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(shí)現(xiàn)的功能，在常規(guī)二維模糊控制算法的基礎(chǔ)上采用自調(diào)整因子優(yōu)化控制器性能，并通過MATLAB對該模型進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，采用自調(diào)整因子優(yōu)化的控制器響應(yīng)速度快。分析了三相異步電機(jī)的矢量控制方法，并對該種調(diào)制方式進(jìn)行了MATLAB仿真，仿真結(jié)果表明該種調(diào)制方式可滿足控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指標(biāo)，為硬件的編程做準(zhǔn)備。
　　在完成系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)主回路，確定了DSP(DigitalSignal Pro

5、cessor)型號，設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)，包括控制電路電源模塊、信號采樣及調(diào)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(jié)構(gòu)，選取了電路參數(shù)，進(jìn)行了數(shù)據(jù)測試。測試結(jié)果表明:各部分硬件電路結(jié)構(gòu)合理，參數(shù)正確，穩(wěn)定性好。
　　在硬件平臺的基礎(chǔ)上，確定了局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)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