基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)煤礦電機(jī)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(jī)車作為最主要的開(kāi)采運(yùn)輸方式，其調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)對(duì)于整個(gè)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(guò)改變串接電阻來(lái)改變外接負(fù)載電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速。此方法雖然操作簡(jiǎn)便，外界硬件電路設(shè)備簡(jiǎn)單，但是該調(diào)速系統(tǒng)有兩個(gè)致命缺點(diǎn)，一個(gè)是在外接電阻上產(chǎn)生大量能耗，第二個(gè)是機(jī)械特性比較軟。因此，亟需研發(fā)出一種新型的直流電機(jī)調(diào)速設(shè)備克服上述兩個(gè)缺點(diǎn)。
　　論文根據(jù)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)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(guò)改變電樞電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速。期間搭建了小型直流電動(dòng)機(jī)實(shí)物平臺(tái)模擬煤礦電機(jī)車的調(diào)速過(guò)程，通過(guò)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(duì)比，驗(yàn)證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器在面對(duì)非線性被控對(duì)象時(shí)的優(yōu)越性。并在閉環(huán)控制系統(tǒng)中投入使用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線自適應(yīng)調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了直流調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速的誤差進(jìn)行自我修正。
　　硬件電路選用STM32單片機(jī)作為核心中樞產(chǎn)生用于控制電動(dòng)機(jī)的PWM方波，通過(guò)IR2

3、214集成芯片驅(qū)動(dòng)IGBT實(shí)現(xiàn)對(duì)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的調(diào)節(jié)，通過(guò)按鍵電路和LCD1602顯示電路實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交流和控制，通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行電機(jī)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)反饋。軟件部分將整個(gè)系統(tǒng)的程序分為了 PWM方波產(chǎn)生部分，鍵盤(pán)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(cè)速部分以及各個(gè)延時(shí)中斷。
　　本文通過(guò)在井下電機(jī)車直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)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(duì)時(shí)變的非線性