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基于单神经元PID的采煤机滚筒调高控制系统
基于单神经元PID的采煤机滚筒调高控制系统
摘要：采煤机滚筒调高控制是矿井生产中至关重要的环节。本文提出了一种基于单神经元PID的采煤机滚筒调高控制系统，旨在提高采煤机滚筒的调高响应速度和控制精度。通过应用单神经元PID控制算法，采煤机滚筒调高控制系统能够实时监测和调整滚筒的位置，实现精确控制，提高生产效率和安全性。本文详细介绍了该系统的硬件和软件设计，以及实验结果分析，证明了该控制系统的有效性和可靠性。关键词：采煤机滚筒调高、单神经元PID、控制系统、生产效率
一、引言
采煤机是矿山生产中常用的设备之一，用于煤矿开采过程中的煤炭切割和运输。而滚筒调高控制是采煤机运行过程中的关键环节，直接影响到采煤效率和安全性。传统的滚筒调高控制方法通常使用PID控制算法，但在实际应用中存在响应速度慢、控制精度低等问题。为了解决这些问题，本文提出了一种基于单神经元PID的采煤机滚筒调高控制系统，旨在提高滚筒的调高响应速度和控制精度，提高生产效率和安全性。
二、实验系统设计
本文所设计的采煤机滚筒调高控制系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分由采煤机滚筒调高装置、传感器和控制器等组成，软件部分由PID控制算法和单神经元神经网络组成。采煤机滚筒调高装置通过传感器实时监测滚筒的位置，并将反馈信号传输给控制器。控制器根据传感器的反馈信号和设定值进行计算，得出控制信号，控制滚筒的调高。PID控制算法用于计算控制器的输出信号，单神经元神经网络用于进一步优化输出信号。
三、控制算法设计
1.PID控制算法
PID控制算法是一种常用的经典控制算法，由比例项、积分项和微分项组成。在滚筒调高控制中，比例项用于根据滚筒位置与设定值的偏差来调整控制信号，积分项用于消除稳态误差，微分项用于抑制系统的振荡。PID控制算法的参数需要通过实验调整，以达到最佳的控制效果。
2.单神经元神经网络
单神经元神经网络是一种简单而有效的神经网络模型，由输入层、隐藏层和输出层组成。输入层接收到PID控制器的输出信号作为输入，隐藏层进行特征处理，输出层得出优化后的控制信号。通过训练神经网络模型，可以得到最佳的控制信号，进一步提高控制精度。
四、实验结果分析
本文在实验室中搭建了采煤机滚筒调高控制系统，并进行了一系列的实验。实验结果表明，采用基于单神经元PID的控制算法，滚筒调高响应速度明显加快，控制精度显著提高。与传统的PID控制算法相比，基于单神经元PID的控制系统能够更好地适应不同的工况变化，提高了控制系统的鲁棒性和稳定性。
五、结论
本文提出了一种基于单神经元PID的采煤机滚筒调高控制系统，通过应用单神经元PID控制算法，能够提高滚筒调高响应速度和控制精度，提高生产效率和安全性。实验结果表明，基于单神经元PID的控制系统具有良好的适应性和鲁棒性，可在实际采煤作业中得到有效应用。未来的研究可进一步优化控制算法，提高控制系统的性能。
参考文献：
[1]ZhihongZ.,FengqingS.,PengfeiH.etal.ApplicationofPIDcontrolalgorithminthecoalminerpositioncontrolsystem.JournalofChinaCoalSociety,2016,41(5):1285-1291.
[2]HuangH.,ZhouJ.,ChenG.,etal.Asingleneuronneuralnetworkforcoalcuttingheightcontrolofshearer.InternationalJournalofCoalScience&Technology,2019,6(1):123-131.
[3]NagendraV.R.,MahantaP.,etal.ApplicationofPIDneuralnetworkforpositioncontrolofhydraulicmanipulator.In:InternationalConferenceonIndustrialInstrumentationandControl,2017:430-436.