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变频技术和模糊控制在矿井局部通风机中的应用*Mine兰竺竺!星鱼丛丛迪丛垒出坠型坐：!!竺煤矿机械摘要：分析了矿井局部通风机自动控制的必要性，并提出自调整模糊控制调节通风机转速方案。设计了二维自调整模糊控制器，系统根据瓦斯浓度偏差和偏差变化率调整模糊规则因子，实现局部通风机的变频调速控制。经仿真和实验验证，对局部通风机进行自调整模糊控制后，通风机转速随着瓦斯浓度自适应调整，且有较强的鲁棒性。大大改善掘进工作面的通风情况，提高了局部通风机的工作效率，而且节能效果非常显著。关键词：局部通风机；自调整模糊控制；调整因子；变频调速中图分类号：TD441文献标志码：A文章编号：1003．0794【20cr7)01．0139．03Frequency-—variableTechnologyandFuzzyControlUsedinLocalVentilator矿井掘进工作面是瓦斯和煤层事故的多发地点，据统计，矿井瓦斯爆炸中80％的事故与局部通风机有关。局部通风机是井下掘进过程中的主要设备，其使用的灵活性和效能直接影响瓦斯的安全排放。局部通风机的功率选择是按照最长掘进距离时必须保证人员正常吸氧和瓦斯浓度不超限的原则进行的。因此局部通风机选择一般都偏大，当巷道掘进深度较短时，就会出现大马拉小车的现象，造成电能浪费，所以希望根据实际需要调整通风量。掘进工作面局部通风机所需风量主要与巷道的长度、风阻及瓦斯浓度等有关。巷道内的瓦斯涌出是随机的，考虑到系统的非线性、多耦合、多干扰，采用模糊控制方法控制通风机。然而常规模糊控制的精度不高，缺乏在线自学习或白调整的能力。为解决此问题，本文提出自调整模糊控制方法，系统根据瓦斯浓度偏差和偏差变化率自动调整模糊控制规则，通风量及时跟上瓦斯变化，具有调节及时、控制性能良好的优点。局部通风机控制系统结构系统的主要设备有自调整模糊控制器、矿用隔爆变频器和局部通风机等，控制系统的组成结构如图l所示。系统的瓦斯浓度设定值根据现场需要设定，一般为1．0％，系统的反馈信号经高低浓度组合的瓦斯传感器采集来的掘进工作面瓦斯浓度，自调整模糊控制器根据瓦斯的偏差和偏差变化率输出V的直流电压，送至矿用隔离变频器的电压输入端，调整局部通风机的转速从而调节通风量，实现掘进工作面通风量的自动控制。2局部通风机的自调整模糊控制自调整模糊控制器设计(1)自调整模糊控制器的结构根据系统的实际情况和控制要求，采用二维自调整模糊控制器对局部通风机进行控制，其结构如一139—YINYi—j哪。YINLi一曲self—adjustingadjustsadjustingenhanced．Itminewords：mineventilator；self—adjustingcontrol；adjustment0引言*辽宁省自然科学基金项目(20051206)；辽宁省高校优秀人第28卷第1期尹伊君．尹丽娜(辽宁工程技术大学，辽宁阜新123000)(Liaonlng123000-China)Abstract：Thelocalventilatorcontrolisanalysed，akindofproposed．Designtwo—dimensioncontroller，theautomaticallytheruleconsideringindicatesspeedchangesaccordingself-controller，androbustnessventilationconditionroadwayefficiencyobviously．Keyveloc—才基金项目(2005219005)10一10图1控制系统结构2．1Technology-Fuxinnecessitymethodfuzzysystemfactorchangegasspeed．Emulationexperimentthatafterusingimprovesvationface，increasesenergyfactor；frequency—variableityvariationV01．28No．IUniversityEngineeringautoerrortoelTorexca—8ayes
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淑—凇K。：旦：掣：1．67i一[口：E+(1一口：)E]，E：±2，±3(5)tC=嚣=志=6变频技术和模糊控制在矿井局部通风机中的应用——尹伊君，等第28卷第1期图2所示。输入为瓦斯浓度偏差e和偏差变化率ec，输出为控制变频器的输入电压u，偏差变化率式中e。、e川——采用时刻t，t一1的偏差值。(2)精确量的模糊化根据《煤矿安全规程》，当瓦斯浓度达到或超过1．5％时，应进入排放瓦斯状态。为了达到节能效果，当瓦斯浓度在0—1．5％时，局部通风机的转速应与瓦斯浓度的增减成比例地改