| 【中文题名】 | 基于模糊PID控制的煤矿风量调节系统研究 |
| 【英文题名】 | Research of Coal Mine Wind Rate Regulation System Based on Fuzzy PID Control |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 模糊PID控制器,可编程控制器,MATLAB仿真,风量调节,, |
| 【英关键词】 | fuzzy PID controller,PLC,MATLAB simulation,wind rate regulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>模糊控制、模糊控制系统 |
| 【论文摘要】 |
煤炭是我国的基础能源，占我国一次能源消费70％以上，在国民经济中发挥着重要作用。而通风是煤矿开采过程中最重要的环节，良好的通风系统可以有效地降低矿井中瓦斯浓度，防止瓦斯事故的发生，但通风又是复杂且消耗电能的过程。通风系统的工作状况直接影响着煤矿的生产效率和安全，为了节能减耗，必须使通风系统安全高效地运行，实现矿井风量自动调节。
由于影响矿井通风的轴流式风机风量调节系统因素多，数学模型难以建立，常规控制无法获得满意效果，本论文采用了一种PWM输出的模糊PID控制技术对风量进行自动调节，并应用可编程控制器加以实现。
风量调节模糊PID控制系统结构主要由参数可调整PID和模糊控制系统两部分组成。被控对象为轴流式风机，采用同步电动机拖动，风量的调节是通过调整风叶角度加以实现。采用二维模糊控制器，其输入一为风量误差，即风机风量的期望值(或给定值)与风机输出的风量实际值(或反馈值)之差，二为风量误差的变化率；输出为控制量，控制风机风叶角度。
针对PID控制器参数整定不易的局限，将模糊控制和PID控制结合起来，构造了一个参数自整定模糊PID控制器，通过模糊控制规则在线调整PID控制器的参数... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
|
ABSTRACT |
5-8 |
|
第1章 绪论 |
8-16 |
|
1.1 课题研究的背景 |
8-9 |
|
1.2 课题研究的意义 |
9-10 |
|
1.3 国内外相关研究动态及发展趋势 |
10-11 |
|
1.4 模糊控制理论的发展及应用 |
11-15 |
|
1.5 本文的主要工作 |
15-16 |
|
第2章 模糊PID控制风量调节系统总体设计 |
16-26 |
|
2.1 煤矿通风机动叶调节概述 |
16-18 |
|
2.1.1 动叶调节的原理 |
16-17 |
|
2.1.2 电液伺服系统简介 |
17 |
|
2.1.3 阀控电液伺服系统简介 |
17-18 |
|
2.2 风量调节方法及风量调节系统方案确定 |
18-21 |
|
2.2.1 风量调节方法 |
18-20 |
|
2.2.2 风量调节系统方案确定 |
20-21 |
|
2.3 风量调节系统组成 |
21-23 |
|
2.3.1 风量调节系统结构 |
21-22 |
|
2.3.2 PLC数据采集和处理 |
22-23 |
|
2.4 风量调节系统中模糊PID控制结构 |
23-24 |
|
2.5 本章小结 |
24-26 |
|
第3章 风量调节系统模糊PID控制器设计 |
26-49 |
|
3.1 数字PID原理 |
26-32 |
|
3.1.1 模拟PID控制系统数字化 |
26-29 |
|
3.1.2 PID控制算法在实际中的应用 |
29-32 |
|
3.2 模糊控制器原理 |
32 |
|
3.3 模糊PID控制设计 |
32-37 |
|
3.3.1 模糊PID概述 |
32-34 |
|
3.3.2 模糊PID控制算法流程图 |
34-36 |
|
3.3.3 模糊PID控制规则特点 |
36-37 |
|
3.4 风量调节系统模糊PID控制器设计 |
37-48 |
|
3.4.1 风量调节系统输入和输出量模糊化过程 |
37-40 |
|
3.4.2 风量调节系统模糊控制规则的建立 |
40-44 |
|
3.4.3 风量调节系统输出量精确化过程 |
44-48 |
|
3.5 本章小结 |
48-49 |
|
第4章 风量调节系统模糊PID控制器仿真研究 |
49-57 |
|
4.1 MATLAB模糊工具箱简介 |
49-50 |
|
4.2 模糊PID控制器的设计 |
50-53 |
|
4.3 利用SIMULINK进行风量调节系统仿真 |
53-54 |
|
4.4 系统仿真结果分析 |
54-55 |
|
4.5 本章小结 |
55-57 |
|
第5章 风量调节模糊PID控制器PLC程序设计 |
57-74 |
|
5.1 PLC中PID指令及回路表介绍 |
57-61 |
|
5.1.1 PID指令简介 |
57-58 |
|
5.1.2 PID回路表 |
58-59 |
|
5.1.3 PLC中的PWM操作 |
59-61 |
|
5.2 PLC程序设计方法 |
61-63 |
|
5.2.1 数据块的编写方法 |
61-62 |
|
5.2.2 PLC程序组成 |
62-63 |
|
5.2.3 风量调节系统主程序设计 |
63 |
|
5.3 风量调节系统PID程序执行框图 |
63-64 |
|
5.4 风量调节模糊控制器在 PLC中的实现方法 |
64-73 |
|
5.4.1 输入量的模糊量化及其程序设计 |
64-68 |
|
5.4.2 模糊控制表查询的程序设计 |
68-70 |
|
5.4.3 模糊控制器输出去模糊化程序设计 |
70-71 |
|
5.4.4 参数可调整PID主程序设计 |
71-73 |
|
5.5 本章小结 |
73-74 |
|
第6章 结论与展望 |
74-76 |
|
6.1 总结 |
74 |
|
6.2 展望 |
74-76 |
|
参考文献 |
76-79 |
|
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
79-80 |
|
致谢 |
80 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385526 |
