【摘 要】
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在煤炭开采过程中,为了准备新水平、新采区及回采工作面,需要掘进大量的巷道。但是在巷道掘进过程中,为了给工作人员提供一个安全良好的工作环境,将产生的煤尘和瓦斯等有毒有害气体排出井外,需要对掘进工作面进行通风。经调查研究发现,国内部分矿井的自动化水平程度相对较低,局部通风系统中“一吹风”现象较为普遍,严重影响了掘进工作面的安全生产。针对此类问题,本文选用专门用于电机控制的TMS320F28335DSP
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在煤炭开采过程中,为了准备新水平、新采区及回采工作面,需要掘进大量的巷道。但是在巷道掘进过程中,为了给工作人员提供一个安全良好的工作环境,将产生的煤尘和瓦斯等有毒有害气体排出井外,需要对掘进工作面进行通风。经调查研究发现,国内部分矿井的自动化水平程度相对较低,局部通风系统中“一吹风”现象较为普遍,严重影响了掘进工作面的安全生产。针对此类问题,本文选用专门用于电机控制的TMS320F28335DSP作为核心主控芯片,利用模糊控制算法,结合电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术控制策略,提出一种基于双模模糊控制算法的局部通风机智能通风控制系统的设计方案。本文结合矿井掘进巷道内部实际情况,分析局部通风机电机运行频率和掘进巷道内部各影响因素之间对应的模糊关系,结合掘进巷道中正常通风和预防瓦斯超限排风两种基本通风方式,根据两种通风模式的各自特点,制定相应的模糊控制规则,建立了多输入单输出的双模模糊控制模型,并选用掘进巷道内部混合风流处瓦斯传感器T3的监测值作为两种模式的切换信号,最后通过MATLAB仿真技术软件对双模模糊控制模型进行建模仿真。仿真结果表明:本文所设计的变频调速模糊控制器能够根据瓦斯和风速的变化而实现智能通风。另外,在实际工作过程中,风机转速受掘进巷道内部多个传感器信号的影响,并且各传感器在系统中的关系都难以量化,因此本文选用主观3标度理论的模糊层次分析法（FAHP）,结合专家意见来确定各传感器输入信号所占的权重,并通过迭代计算对所得权重结果进行优化。在电机控制策略方面,详细介绍了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的基本原理和具体的算法实现过程,并通过MATALB建模仿真验证了所搭模型的准确性。另外,在系统的硬件设计方面,主要完成了对控制系统的主回路和控制回路的设计;在软件设计方面,主要完成了对系统的主程序、模糊控制子程序、变频调速子程序等设计。基于上述的分析与设计,结合系统实际运行情况,验证了矿井局部通风机智能控制系统的控制方案的合理性,不仅为矿井掘进工作面智能瓦斯排放提供了技术保障,而且节约了大量电能,响应了国家节能减排的号召。图[71]表[19]参[80]
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