论文研究-专家控制在矿井提升机直流调速系统中的应用 .pdf

在现代工业自动化控制系统中，矿井提升机是关键的设备之一，其主要用于升降人员、物料和设备，确保煤矿等资源的高效开采。矿井提升机的性能和安全可靠性对整个矿井的生产安全至关重要。因此，为了提升矿井提升机的调速系统性能，专家控制与PID控制相结合的方法在直流调速系统中的应用显得尤为关键。 专家控制属于智能控制的一个分支，它将人工智能技术与控制理论相结合，使得控制器能够根据被控过程的不同阶段和环境条件自动调整控制算法。专家控制的核心在于知识库与推理机。知识库包含了专家经验和先验知识，这些知识通过一系列的产生式规则（也称为专家规则）表达出来，使得控制系统能够根据实时情况做出快速而准确的决策。而推理机则负责处理知识库中的信息，推导出相应的控制策略。 在矿井提升机直流调速系统中，常规的PID控制器在面对负载变化或其他干扰时，很难同时兼顾系统的快速性与稳定性。而专家PID控制正是为了克服这一局限，通过专家知识库的指导，实现了对PID参数的实时动态调整，确保在不同的提升阶段和负载变化条件下，控制器均能适应并给出最佳的响应。 为了建立专家知识库，首先需要深入理解矿井提升机的工作原理及提升过程。矿井提升机直流调速系统通常采用双闭环结构，内外环都使用负反馈控制。内外环的反馈系统可以提供提升机当前运行状态的重要信息，包括速度、电流、位置等参数，这些信息是专家控制策略制定的基础。 积分分离PID控制算法是将PID控制中的积分作用与微分、比例作用分离，通过设定积分作用的起始条件和阈值，对积分项进行单独控制，从而在系统出现较大偏差时快速响应，而在偏差较小时避免积分饱和现象，使得系统更稳定。结合专家控制规则后，可以在控制器参数调整时更加智能和灵活，提高系统的动态性能和鲁棒性。 专家控制在矿井提升机直流调速系统中的实际应用，需要设计一个完整的专家控制系统，该系统由知识库、推理机和控制算法三部分构成。系统设计的核心在于专家知识库的建立和专家规则的制定。通过对矿井提升过程的分析，结合专家经验，形成一系列的控制规则，并将这些规则编写进知识库中。在实际运行中，控制规则被用来实时调整控制器参数，保证提升机的快速响应和稳定运行。 由于专家控制规则的制定相对简单，并且其知识库通常由十几条产生式规则组成，因此专家控制系统的修改和移植相对方便。这也是专家控制相较于其他智能控制算法具有明显优势的地方。 专家控制在矿井提升机直流调速系统中的应用能够显著提升系统的综合性能，包括动态响应速度和鲁棒性，这对于保障矿井提升过程的安全性和可靠性具有重要意义。未来随着控制理论和人工智能技术的不断进步，专家控制在工业控制领域的应用将会更加广泛和深入。