基于总线技术和模糊控制的井工采煤机智能控制系统研究

发布时间：2017-08-29 20:23

  本文关键词：基于总线技术和模糊控制的井工采煤机智能控制系统研究

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【摘要】：煤炭作为我国不可或缺的重要能源,在稳定国家经济上起到了重要作用。机械化开采不仅能提高生产效率,而且能够降低采煤过程中发生重大事故的可能性。采煤机是机械化采煤工作面中最重要的设备,所以采煤机的自动化水平至关重要。本文引入CAN总线技术和模糊控制理论,通过设计模糊控制器来实现采煤机驱动电机的自动调速。为完成采煤机在运行状态下的实时在线监测、故障诊断及远程监控,开发了基于CAN总线和模糊控制的采煤机智能控制系统。目前,采煤机驱动电机的调速方式一般采用变频调速,本文所设计系统与变频调速系统相结合,提出一种基于PLC的模糊控制方法实现采煤机电机速度的自动调节,更好的满足生产和节约资源的要求。本系统在保留了PLC控制灵活、可靠、适应性强特点的基础上,进一步提高了系统的智能化程度和动静态特性。通过Matlab/Simulink搭建系统模糊控制和PID控制仿真模型,通过分析比较,验证了模糊控制在响应时间、响应速度以及稳定性上都优于传统PID控制。此外,该控制系统发挥了总线技术分散检测与集中控制的优势,对实现采煤机自动控制系统具有深远意义。
【关键词】：采煤机 CAN总线 模糊控制 Matlab
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD632.1;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景和意义9
• 1.2 采煤机及其监控系统的发展现状9-10
• 1.3 变频调速技术发展现状10-12
• 1.4 课题主要研究内容12-13
• 第2章 系统总体设计13-26
• 2.1 系统总体方案设计13-14
• 2.2 系统部件的选择14-20
• 2.2.1 传感器选型14-17
• 2.2.2 PLC选型17-20
• 2.3 CAN总线研究20-24
• 2.3.1 CAN总线的技术特点20-21
• 2.3.2 CAN协议的分层结构21-22
• 2.3.3 CAN通信协议22-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第3章 模糊控制原理及模糊控制器的设计26-37
• 3.1 模糊控制理论概述26-27
• 3.2 模糊控制系统27-31
• 3.2.1 从传统控制系统到模糊控制系统27-29
• 3.2.2 模糊控制器的基本结构29-30
• 3.2.3 模糊控制特点30-31
• 3.3 采煤机电机模糊控制器的设计31-36
• 3.3.1 确定模糊控制器的输入和输出变量31-32
• 3.3.2 确定隶属度函数及其隶属度32-34
• 3.3.3 建立模糊规则34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 模糊控制变频调速系统的设计与MATLAB仿真37-52
• 4.1 PLC概述37-38
• 4.1.1 PLC的定义和起源37-38
• 4.1.2 PLC的发展38
• 4.2 PLC的工作原理38-40
• 4.3 PLC控制系统整体设计40-42
• 4.4 模糊控制的PLC实现42-45
• 4.4.1 输入量模糊化的研究43-44
• 4.4.2 模糊控制查表的设计44-45
• 4.5 系统的MATLAB仿真45-48
• 4.5.1 传统PID控制仿真45-46
• 4.5.2 模糊控制仿真46-48
• 4.6 仿真结果及分析48-51
• 4.7 本章小结51-52
• 第5章 采煤机上位机监控系统软件设计52-59
• 5.1 组态软件简介52-53
• 5.2 组态王简介53-56
• 5.2.1 组态王软件的结构53-55
• 5.2.2 组态王与I/O设备55-56
• 5.2.3 创建应用程序的一般过程56
• 5.3 本控制系统组态设计56-58
• 5.4 上位机与下位机的通讯58
• 5.5 本章小结58-59
• 总结和展望59-61
• 1 总结59
• 2 展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 作者简介65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王桂梅;张立鹏;;基于组态技术的采煤机自动控制系统设计[J];煤炭技术;2015年09期

2 姜俊英;马宏伟;;采煤机监控技术研究现状及发展趋势[J];煤矿机械;2015年08期

3 吴天明;;PLC控制系统在工业控制中的选型、设计与调试[J];科技视界;2013年22期

4 O纯⌒，

本文编号：755258