掘进巷道通风控制策略及其控制系统设计

本书对掘进巷道内紊流传质机理进行了深入的分析，得出通风控制策略中必须考虑的因素。综合分析现在的控制理论，采用模糊控制理论制定控制策略，并采用神经网络方法计算不同位置的权值。采用变频技术进行实验，并在此基础上深入研究掘进巷道物理模型，设计实物缩比模型。在缩比模型上进行通风控制策略的验证。

王淑芳，一线教学，长期从事控制理论及其应用方面的研究，获北京市中青年骨干教师项目资助《伺服电机准确控制》；北京市很好人才项目资助《微尺度传热场协同理论研究以及微通道散热优化方法探索》；北京市国外访学资助。

第1章绪论
1.1掘进巷道通风控制系统研制的重要性
1.1.1巷道的掘进工艺及通风特点
1.1.2局部通风系统发展的历史、现状及发展趋势
1.2智能控制及现代交流调速技术在掘进巷道通风系统中的应用
1.2.1智能控制技术的发展及应用
1.2.2现代交流调速技术的发展及应用
1.3电力电子技术以及微处理器的发展与应用
1.4主要研究工作
第2章掘进巷道内紊流传质机理及数学模型
2.1掘进巷道瓦斯运移机理及瓦斯浓度分布数学模型
2.1.1掘进巷道瓦斯运移机理
2.1.2瓦斯运移的数学模型
2.2压入式圆形受限贴附射流通风特征及风流作用下瓦斯浓度分布
2.2.1圆形贴附射流特征
2.2.2掘进巷道内风流作用下瓦斯浓度计算
2.2.3掘进巷道紊流传质过程的数学描述
2.2.4掘进巷道通风系统通风需求分析
2.3本章小结
第3章适用掘进巷道通风的模糊控制模型研究及仿真
3.1模糊控制与模糊控制系统
3.1.1模糊控制系统的组成
3.1.2模糊控制模型
3.1.3模糊控制系统分析与设计
3.2适用掘进巷道通风的常规双模模糊控制模型的建立
3.2.1论域设定
3.2.2隶属函数的确定
3.2.3正常通风时控制规则的制定
3.2.4瓦斯超限排放时控制规则的制订
3.2.5模糊推理方式选择
3.2.6四输入单输出常规双模模糊控制模型的建立
3.3多输入权值系数
3.3.1AHP法计算权值
3.3.2神经网络（ANN）计算输入量的权值
3.3.3组合赋权和变权
3.4自学习模糊控制模型
3.4.1模糊控制算法的改进
3.4.2自学习模糊控制算法
3.4.3适用于掘进巷道通风自学习控制模型参数的确定
3.4.4适用于掘进巷道通风自学习模糊控制算法的实现
3.4.5软件程序
3.4.6掘进巷道通风自学习模糊控制模型的建立以及仿真
3.5本章小结
第4章掘进巷道通风控制系统的变频调速实现
4.1掘进巷道通风控制系统变频调速的研究现状以及发展趋势
4.2矿用局部通风机的结构及特性
4.2.1矿用局部通风机的机械结构
4.2.2通风机的工作参数
4.2.3局部通风机的运行特性
4.3直接转矩变频调速系统的原理以及结构组成
4.3.1直接转矩控制的基本概念
4.3.2直接转矩调速系统的组成与结构
4.3.3定子电压空间矢量的选择
4.3.4磁链观测与转矩观测的实现
4.3.5空间矢量PWM调制
4.3.6直接转矩调速控制仿真模型的建立
4.4掘进巷道通风的双模模糊变频调速控制系统
4.5本章小结
第5章掘进巷道通风控制系统的实现
5.1局部通风机选型
5.2掘进巷道通风控制系统硬件电路设计
5.2.1系统主电路
5.2.2三相逆变器
5.2.3PWM信号隔离驱动电路
5.2.4电流电压检测及其转换电路
5.2.5转速反馈电路
5.2.6控制系统保护电路
5.2.7其他电路
5.3掘进巷道通风控制系统软件程序设计
5.3.1系统软件组成
5.3.2传感器读数与显示
5.3.3数字PI调节器模块
5.3.4空间矢量PWM的DSP实现
5.4掘进巷道内通风控制系统实验
5.4.1调速系统实物和测试装置
5.4.2试验结果及分析
5.5掘进巷道通风控制系统样机制作
5.6掘进巷道通风实物缩比模型
5.7本章小结
第6章结论与展望
6.1结论
6.2进一步工作的设想
参考文献