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时间:2020-03-27
《局部通风机模糊-PI双模控制系统设计.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2011年第2期工业仪表与自动化装置·59·局部通风机模糊一PI双模控制系统设计赵杰,李满,姜艳秋(黑龙江科技学院电气与信息工程学院,哈尔滨150027)摘要:针对矿井掘进工作面巷道的长度、风阻、瓦斯的浓度等诸多因素的不确定性,以局部通风机为研究对象,设计出结合PI控制和模糊控制的双模控制器,有效地解决了单一控制算法下动态性能和稳态误差之间的矛盾。通过建模仿真表明,模糊一PI双模控制融合了2种不同控制算法的优势,实时控制通风机的转速随矿井的通风量及瓦斯浓度变化,具有较小的超调量和较高的稳态精度。关键词:局部通风机;变频调速;模糊一P
2、I;瓦斯排放中图分类号:TP273文献标志码:A文章编号:1000—0682(2011)02—0059—03Theresearchoffuzzy..PIdual——modecontrolsystemaboutlocalfanZHA0Jie,LIMan,JIANGYanqiu(ElectricalandInformationEngineering~Uege,HeilonglYangInstituteofSciervceandTechnology,Harbin150027China)Abstract:Accordingtotheleng
3、thofroadway,windresistance,theconcentrationofgasandmanyotherfactorsofuncertaintyinthemineheadingface,adual—modecontrollerisproposedwhichrealizesthecombinationoffuzzycontrolandtraditionalPIcontrolwiththestudyoflocalfanstosolvethemainconflictofthedynamicperformancewithth
4、esteady——stateerroreffectivelyadoptingasinglecontrolalgo--rithm.Modelingandsimulationresultsshowthatthedual—modefuzzy—PIcontrolalgorithmmergestheadvantagesofbothcontrolalgorithm,cancontrolspeedofthefanwiththemineventilationandgascon-centrationchangeinrealtimeandhasquic
5、kresponsespeed,highsteadyaccuracy.Keywords:localfan;variablefrequencyadjustablespeed;fuzzy—PI;gasdischarging处的瓦斯浓度要求不超过1%~1.5%,因此必须控0引言制瓦斯排放的速度,以防“一风吹”排放瓦斯造成的矿井掘进工作面是瓦斯煤尘事故多发地点,采危害。此外,为了达到节能效果,当瓦斯浓度在用风量稀释并排出掘进巷道的瓦斯是一种主要的有0~1.5%时,局部通风机的转速应与瓦斯浓度的增效方法。局部通风机是井下掘进过程中的主要设减成比
6、例地升降,即随瓦斯浓度的变化自动调整转备,在煤层中单巷掘进时,多采用局扇作压人式通速。控制策略的原则是在正常通风时实现节能,在风,通风系统复杂,与巷道的掘进长度、横断面积、风瓦斯超限排放时要安全高效J。筒阻力、瓦斯浓度以及井下工作人员的数量等诸多井下环境恶劣,巷道内瓦斯的涌出是随机的,并因素有关。且有诸多不确定性因素的影响,而传统的控制策略传统方式中矿井局部通风机的功率一般较大,比较简单,系统可靠性和调速系统的动态性能较差。并且开机后保持全速运行,当巷道掘进深度较浅时,考虑到通风系统具有非线性、强耦合、多干扰、就会出现“大马拉小车”
7、的局面,造成电能的浪费。大滞后等特点,根据风速、流量和瓦斯浓度,采用智根据《煤矿安全规程》,当瓦斯浓度达到或超过能的模糊一PI双模控制策略,对局部通风机进行变1.5%时,应进人排放瓦斯状态。排放时,为了保证频调速,实现其转速的大范围调节,既能满足掘进工回风巷中瓦斯浓度不超限,新鲜风流和乏风流混合作面的通风要求,又大大地降低由于长期恒速运转而造成的吨煤耗电量。收稿日期:2010—11—15基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11541304)1系统组成及工作原理作者简介:赵杰(1977),女,硕士,黑龙江人,讲师,毕业于哈尔滨工
8、程大学控制理论与控制工程专业,研究方向为自动化与智能控制。瓦斯排放系统如图l所示,瓦斯传感器分别安·60·工业仪表与自动化装置2011年第2期放在掘进巷道迎风头、掘进巷道口、回风巷混合处,井局部通风机转速,控制掘进工作面的通风和瓦斯风
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