基于模糊控制的电牵引采煤机智能调速系统设计.pdf

《基于模糊控制的电牵引采煤机智能调速系统设计》 本文主要探讨了如何运用模糊控制理论设计电牵引采煤机的智能调速系统，旨在提升采煤机的工作效率和稳定性。模糊控制是一种适用于非线性、不确定性系统控制的方法，它通过模糊逻辑对系统进行描述，无需精确的数学模型，简化了控制系统的复杂性。 模糊控制理论概述了模糊控制的起源和基本结构。由美国模糊控制专家L.A.Zadeh提出的模糊控制，采用模糊语言词汇来构建控制系统，其基本组成部分包括模糊化模块、知识库模块、模糊推理模块和清晰化模块。模糊化模块将实值转换为模糊值，知识库包含控制规则和经验数据，模糊推理模块进行推理处理，而清晰化模块则将模糊决策转化为实际控制信号。 在电牵引采煤机的模糊控制器设计中，关键在于确定输入输出变量。输入变量选取为牵引电动机的转速偏差e和偏差变化率Ae，输出变量为电机的动态调速控制。通过模糊化和模糊推理，实现了对电机转速的实时、动态控制。模糊控制器的结构图清晰展示了这一过程，其中传感器实时监测牵引速度并反馈，构成闭环控制系统。 在确定隶属度函数时，结合了三角形和高斯型，以适应电动机启动频率高、初始力矩大的特点。输入变量e、Ae和输出变量u的模糊论域划分为七个模糊子集，如负大（NB）、负中（NM）、负小（NS）等，以便进行模糊推理。 模糊规则的建立基于采煤机的实际操作经验和控制需求。采用Manidani控制规则，通过IF-THEN语句构造了49条模糊规则，以调整电机转速。这些规则反映了不同转速偏差和偏差变化率组合下的控制策略。 通过仿真测试，模糊控制智能调速系统与传统的PID控制系统相比，表现出更快的响应时间和更好的稳定性。仿真结果显示，模糊控制方案能更有效地保障电牵引采煤机的安全、稳定和高效运行。 总结来说，文章深入研究了基于模糊控制的电牵引采煤机智能调速系统设计，通过模糊控制理论的应用，实现了对采煤机牵引电动机的智能化、实时控制，提升了系统的性能。这种方法对于优化采矿设备的控制策略，提高煤矿开采效率具有重要的实践意义。