發(fā)布時(shí)間：2017-07-16 11:19

  本文關(guān)鍵詞：特長公路隧道洞內(nèi)值班室空氣凈化系統(tǒng)及非線性PID控制研究

  更多相關(guān)文章： 特長公路隧道洞內(nèi)值班室 空氣凈化系統(tǒng) 非線性PID控制 Simulink

【摘要】：隨著我國交通運(yùn)輸網(wǎng)的高速發(fā)展,公路隧道的數(shù)量和規(guī)模都在不斷地增加。對(duì)于長度大于10公里的特長公路隧道,為保障公路隧道的運(yùn)營安全,需設(shè)置洞內(nèi)值班室。洞內(nèi)值班室環(huán)境較為封閉,室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重,惡劣的工作環(huán)境將嚴(yán)重危害值班室救援人員的人身安全,從而威脅到隧道運(yùn)營安全。本論文分析了特長公路隧道洞內(nèi)值班室空氣流動(dòng)特性,結(jié)合值班室內(nèi)污染物檢測(cè)結(jié)果,針對(duì)性地提出了一種適用于公路隧道洞內(nèi)值班室環(huán)境改善的空氣凈化系統(tǒng)。該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為三部分:室外凈化過濾機(jī)組、室外富氧機(jī)組和室內(nèi)循環(huán)機(jī)組。為了提高空氣凈化系統(tǒng)的凈化效率,同時(shí)給出了三種系統(tǒng)工作模式:室內(nèi)工作模式、室外工作模式、混合工作模式。區(qū)別于傳統(tǒng)空氣凈化系統(tǒng),本系統(tǒng)不僅可有效凈化粉塵、顆粒物等污染物,對(duì)于隧道中CO消除及汽車尾氣中的污染物凈化,可完全滿足救援人員室內(nèi)24小時(shí)連續(xù)工作標(biāo)準(zhǔn)。此外,通過室外富氧機(jī)組的控制,可大大提高特長公路隧道洞內(nèi)值班室的空氣質(zhì)量和舒適度。為了提高空氣凈化系統(tǒng)的控制精確性,本論文提出了一種值班室空氣凈化系統(tǒng)的非線性PID控制算法。利用Simulink仿真平臺(tái),比較了傳統(tǒng)PID空氣凈化系統(tǒng)和非線性PID空氣凈化系統(tǒng)的控制性能。針對(duì)氧氣濃度控制,進(jìn)行了穩(wěn)定性和快速性的仿真及分析。結(jié)果表明,非線性PID空氣凈化系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間和最大超調(diào)量等性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)PID空氣凈化系統(tǒng)。本論文系統(tǒng)及控制方法已實(shí)施于秦嶺終南山特長公路隧道值班室,凈化和控制效果表明,該空氣凈化系統(tǒng)對(duì)污染物的凈化效率,遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的空氣凈化系統(tǒng);該系統(tǒng)的控制效果和控制精度均滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本系統(tǒng)的成功應(yīng)用為其他空氣凈化工程提供了一個(gè)較好的工程參考范例。
【關(guān)鍵詞】：特長公路隧道洞內(nèi)值班室 空氣凈化系統(tǒng) 非線性PID控制 Simulink
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U453.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)10-14
• 1.2.1 公路隧道內(nèi)空氣凈化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 空氣凈化系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 國外空氣凈化技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 國內(nèi)空氣凈化技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究內(nèi)容與章節(jié)安排14-16
• 第二章 空氣凈化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)16-26
• 2.1 空氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案16-17
• 2.1.1 空氣凈化系統(tǒng)管道布設(shè)16-17
• 2.1.2 空氣凈化系統(tǒng)控制參數(shù)17
• 2.2 空氣凈化系統(tǒng)機(jī)組設(shè)計(jì)17-21
• 2.2.1 系統(tǒng)機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-18
• 2.2.2 系統(tǒng)工作模式設(shè)計(jì)18-21
• 2.3 空氣凈化系統(tǒng)變量分析21-25
• 2.3.1 CO濃度控制及干擾分析21-22
• 2.3.2 氧氣濃度控制及干擾分析22-23
• 2.3.3 溫濕度控制及干擾分析23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 空氣凈化系統(tǒng)非線性PID控制26-37
• 3.1 非線性PID控制構(gòu)造26-29
• 3.1.1 非線性函數(shù)與PID控制級(jí)聯(lián)26-27
• 3.1.2 參數(shù)非線性化27
• 3.1.3 非線性跟蹤微分器構(gòu)造27-29
• 3.2 增益參數(shù)非線性優(yōu)化29-34
• 3.2.1 比例函數(shù)非線性化29-32
• 3.2.2 積分函數(shù)非線性化32-33
• 3.2.3 微分函數(shù)非線性化33-34
• 3.3 氧氣濃度非線性PID模型建立34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于Simulink的空氣凈化系統(tǒng)氧氣濃度仿真研究37-41
• 4.1 空氣凈化系統(tǒng)模型建立37-38
• 4.1.1 傳統(tǒng)PID空氣凈化系統(tǒng)模型建立37-38
• 4.1.2 非線性PID空氣凈化系統(tǒng)模型建立38
• 4.2 氧氣濃度傳遞函數(shù)建立38-39
• 4.3 氧氣濃度仿真結(jié)果分析39-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第五章 空氣凈化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用41-52
• 5.1 硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)41-42
• 5.1.1 可編程邏輯控制器選型41
• 5.1.2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備選型41-42
• 5.2 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)42-44
• 5.2.1 空氣凈化系統(tǒng)控制流程42-43
• 5.2.2 空氣凈化系統(tǒng)顯示界面43-44
• 5.3 空氣凈化系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用44-51
• 5.3.1 空氣凈化系統(tǒng)凈化效果44-47
• 5.3.2 空氣凈化系統(tǒng)控制效果47-51
• 5.4 本章小結(jié)51-52
• 總結(jié)與展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果56-57
• 致謝57

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：548421