电子论文-变频技术和模糊控制在矿井局部通风机中的应用.pdf

第28卷第1期煤矿机械Vol128No11

2007年1月CoalMineMachineryJan.2007

变频技术和模糊控制在矿井局部通风机中的应用3
尹伊君,尹丽娜
(辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000)

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:100320794(2007)0120139203
Frequency-variableTechnologyandFuzzyControlUsedinMine
LocalVentilator
YINYi-jun,YINLi-na
(LiaoningUniversityofEngineeringandTechnology,Fuxin123000,China)
Abstract:Thenecessityofminelocalventilatorautocontrolisanalysed,akindofmethodofself-adjusting
fuzzycontrolinminelocalventilatorisproposed.Designtwo-dimensionself-adjustingfuzzycontroller,the
systemautomaticallyadjuststherulefactorconsideringtheerroranderrorchangeofgastocontroltheventilator
speed.Emulationandexperimentindicatesthattheventilatorspeedchangesaccordingtogasafterusingself-
adjustingfuzzycontroller,androbustnessisenhanced.Itimprovesventilationconditionofmineroadwayexca2
vationface,increasestheminelocalventilatorefficiencyandsavesenergyobviously.
Keywords:minelocalventilator;self-adjustingfuzzycontrol;adjustmentfactor;frequency-variableveloc2
ityvariation

0引言制性能良好的优点。
矿井掘进工作面是瓦斯和煤层事故的多发地1局部通风机控制系统结构
点,据统计,矿井瓦斯爆炸中80%的事故与局部通系统的主要设备有自调整模糊控制器、矿用隔
风机有关。局部通风机是井下掘进过程中的主要设爆变频器和局部通风机等,控制系统的组成结构如
备,其使用的灵活性和效能直接影响瓦斯的安全排图1所示。系统的瓦斯浓度设定值根据现场需要设
放。局部通风机的功率选择是按照最长掘进距离时定,一般为1.0%,系统的反馈信号经高低浓度组合
必须保证人员正常吸氧和瓦斯浓度不超限的原则进的瓦斯传感器采集来的掘进工作面瓦斯浓度,自调
行的。因此局部通风机选择一般都偏大,当巷道掘整模糊控制器根据瓦斯的偏差和偏差变化率输出
进深度较短时,就会出现大马拉小车的现象,造成电0～10V的直流电压,送至矿用隔离变频器的电压
能浪费,所以希望根据实际需要调整通风量。输入端,调整局部通风机的转速从而调节通风量,实
掘进工作面局部通风机所需风量主要与巷道的现掘进工作面通风量的自动控制。
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,缺乏在线自学习或自调整的能力。为解
图1控制系统结构
决此问题,本文提出自调整模糊控制方法,系统根据
2局部通风机的自调整模糊控制
瓦斯浓度偏差和偏差变化率自动调整模糊控制规
2.1自调整模糊控制器设计
则,通风量及时跟上瓦斯变化,具有调节及时、控
(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
3辽宁省自然科学基金项目(20051206);辽宁省高校优秀人
调整模糊控制器对局部通风机进行控制,其结构如
才基金项目(2005219005)
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