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

1、煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，占我國一次能源消費70％以上，在國民經(jīng)濟中發(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?，防止瓦斯事故的發(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)安全高效地運行，實現(xiàn)礦井風(fēng)量自動調(diào)節(jié)。 由于影響礦井通風(fēng)的軸流式風(fēng)機風(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)對風(fēng)量進行自動調(diào)節(jié)，并應(yīng)用可編程控制器加以實現(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。被控對象為軸流式風(fēng)機，采用同步電動機拖動，風(fēng)量的調(diào)節(jié)是通過調(diào)整風(fēng)葉角度加以實現(xiàn)。采用二維模糊控制器，其輸入一為風(fēng)量誤差，即風(fēng)機風(fēng)量的期望值(或給定值)與風(fēng)機輸出的風(fēng)量實際值(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)機風(fēng)葉角度。 針對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下實現(xiàn)該控制器的計算機仿真。仿真結(jié)果表明：參數(shù)自整定模糊PID控制器比傳統(tǒng)PID控制器的動態(tài)響應(yīng)曲線好、響應(yīng)時間短、超調(diào)量小，穩(wěn)態(tài)精度高，動靜態(tài)性能好。 實驗證明，本文所提出的模糊PID控制策略，不需要被控對象的精確數(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)