论文研究-基于模糊神经网络的救生舱空气循环系统控制方案 .pdf

救生舱是煤矿井下发生紧急情况时，用于保障矿工临时避难的特殊设备，其设计初衷是为矿工提供一个临时的生存环境，以保护他们的生命安全。空气循环系统是构成救生舱的关键部分，它负责维持舱内空气的适宜温度和清新度，确保救援人员和遇险矿工在等待救援时有一个安全舒适的环境。空气循环系统的工作原理是将空气通过温度控制器和空气净化器的循环，实现对空气的冷却和净化。 救生舱空气循环系统的控制方案，采用的是模糊神经网络技术，该技术具备并行计算和分布式信息存贮等特性。模糊神经网络是一种结合了模糊逻辑和神经网络优点的计算模型，它能在处理复杂的不确定性和非线性系统时，表现出良好的适应性和容错能力。模糊逻辑是处理不精确或不确定性的有效手段，它模拟人的模糊思考方式，对非精确的信息进行处理。而神经网络则擅长从大量数据中学习并识别模式，对系统进行优化和调整。 在模糊神经网络控制方案中，救生舱的空气循环系统不仅能够达到预期的温度和净化效果，还能实现自学习和自适应的控制。当遇到系统内的不确定因素和非线性变化时，该系统能够自我调整参数，以维持稳定的控制效果。此外，系统的容错能力确保了在部分组件失效的情况下，仍能维持基本的运行，从而为遇险矿工提供持续的安全保障。 经过模拟试验验证，采用模糊神经网络的救生舱空气循环控制系统不仅控制效果稳定，而且能高效地利用资源。这意味着系统在能源消耗方面表现良好，能在保证安全的前提下节约能源，为长期的救援行动提供支持。对比传统救生舱设计，该控制方案在设计上更为先进，特别是在控制逻辑和系统响应能力上有了质的飞跃。 尽管我国在矿井安全方面投入了大量资源，但与欧美等国家相比，我国在救生舱技术方面的研究和应用还相对较晚。这体现在国内救生舱设计尚未成熟，缺乏必要的试验和检验，也没有统一的行业标准。而在国外，如加拿大、美国和澳大利亚等国家，矿山安全法规和标准要求严格，救生舱的设计和应用得到了广泛推广和成功应用。这得益于这些国家对矿山应急救援工作的重视，以及相关政策法规的支持，使得具有较强科研实力的企业参与到救援技术的研究之中。 针对国内救生舱研究的不足，中国矿业大学救援技术与装备研究所、北京科技大学等单位正在努力提升国内救生舱技术的研究水平。通过引入先进的控制方案和技术，如模糊神经网络控制方案，这些研究单位有望在不久的将来缩小与国际先进水平的差距，为保障矿工生命安全提供更加高效、可靠的救生舱设备。