基于模糊控制的矿井通风机变频调速设计与仿真

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1、万方数据论文题目：基于模糊控制的矿井通风机变频调速设计与仿真作者姓名：专业名称：指导教师：论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：入学时间：研究方向：职称：降龠且卫授一生廛一生邀堑羞～坦燃址万方数据DESIGNOFMINEVENTILATORFREQUENCYCoNTRoLBASEDoNFUZZYCoNTRoLANDSⅡ垣I丁I．ATIoNADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofM队STERoFPHILOSOPHYfr

2、omShandongUniversityofScienceandTechnologySunFanchaoSupervisor：AssociateProfessorSuiTaoCollegeofElectricalEngineeringandAutomationMay2014万方数据声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日AFFIRMATIoN期：M／钐。∥．，矿Ideclare

3、thatthisdissertation，submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．s咖

4、atu弛：够枷反么pDate：k哗。‘n万方数据出苤抖技太堂亟±坐僮j金文摘要作为煤矿安全生产的主要组成部分，矿井通风机有着举足轻重的的地位。通风机能否正常运行与许多因素相关，诸如：井下工作环境(巷道长短曲直、风压、瓦斯浓度、人员分配等)、生产效率等。但是，随着巷道不断延伸，风量需求也不断增加，风机功率要求也将不断加大；而很多预安装的矿用通风机与关联电机的功率余量较大，在开采初期造成了巨大的能耗浪费【l】。根据上述情况，基于模糊控制技术的矿井通风机变频调速控制系统设计，具有很好的节能经济效益。该设计是将变频技

5、术和模糊控制技术对变频器输出控制的整合设计，变频调速控制环节是基于风压参数设计，在此基础上加入模糊控制技术，模糊控制环节是根据风压偏差及偏差变化率设计，对变频器模拟量控制电压输入进行调节，最终实现调节电机转速的目的；并且使用MATLAB模糊控制工具箱，设计模糊控制器对风机转速响应曲线进行仿真，通过与传统变频控制的风机转速曲线对比，体现和说明引入模糊自整定设计的优越性与必要性。基于上述分析，矿井通风机系统设计主要就以下几个方面阐述：PLC变频节能分析与设计，WINCC上位机监控系统设计，模糊自整定控制器设计与M

6、ATLAB仿真。PLC控制系统采用高可靠性的SIEMENSCPU315．2DP可编程逻辑控制器，变频器采用SINAMICSMM430，通过各种矿用传感器对通风机与关联电机的相关状态和参数实时监测。上位机监控系统使用W1NCC编程软件设计监控界面，通过组态画面j将传感器相关数据参数、报警信息和历史记录等直观展现【，1，实现了矿井通风机远程监控和无人值守【2]141。加入模糊自整定控制器设计并进行MATLAB仿真，主要比较了传统变频调速设计与加入模糊自整定控制设计的风机转速响应差异，通过分析与实验，表明该整合设计

7、既具有节能优势，又达到了快速响应要求，具有很好的应用前景15】。关键词：PLC，模糊控制，变频调速，矿井通风机，MATLAB万方数据AbstractAsthemajorcomponentofcoalminesafety,Mineventilatorhasasignificantrole．WhethertheventilatorCanrunnormally，itisrelatedtomanyfactors，suchas-undergroundenvironment(roadwaylength，gasconcen

8、tration，staffassignments，etc．)，andtheefficiency．However,withtheroadwayextension，thedemandofairvolumeincreases，andthepowerrequirementofmineventilatorwillincrease．While，intheearlymining，thereexistsalarge