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ABB DCS TK516控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

由通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性可知：風(fēng)量Q與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n在一定時(shí)段內(nèi)可以認(rèn)為成正比關(guān)系。因此，系統(tǒng)在風(fēng)量的閉環(huán)控制中，采用通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速作為反饋量來(lái)進(jìn)行風(fēng)量的調(diào)節(jié)。控制原理圖如圖1所示。

給定的ABB DCS TK516電機(jī)速度減去測(cè)量所得的實(shí)際速度n得到誤差e,誤差的變化率?e=e(n)-e(n-1)。PID控制器和模糊控制器對(duì)誤差和誤差變化率進(jìn)行分析處理。模糊控制器根據(jù)模糊推理和運(yùn)算得到PID所需參數(shù)。PID控制器輸出控制量u，輸出直接控制變頻器的輸出，變頻器輸出相應(yīng)的速度控制電機(jī)運(yùn)行，得到相應(yīng)的風(fēng)量。

圖1控制原理圖

模糊控制器由PLC編程實(shí)現(xiàn)，其中控制算法如式(1)所示。

                          (1)

式中：

3 模糊的設(shè)計(jì)

圖2e及?e的隸屬度函數(shù)

由上述規(guī)則可以得到模糊控制規(guī)則表，如表1、2、3所示。

Matlab提供fuzzy可視化模糊參數(shù)編輯器，將上述模糊參數(shù)置入模糊參數(shù)編輯器中，得到相應(yīng)的模糊參數(shù)結(jié)果如圖3所示。使用Simulink對(duì)模糊PID控制器進(jìn)行離線仿真，系統(tǒng)啟動(dòng)后在t=15s處加入幅值為1的干擾信號(hào)，仿真結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，模糊PID控制器作用下的系統(tǒng)具備良好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性，能夠滿足礦井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求。

圖3 模糊規(guī)則圖示

圖4 基于模糊PID控制器的礦井通風(fēng)系統(tǒng)Simulink仿真結(jié)果

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