發(fā)布時間：2023-03-04 23:44

　　磁力耦合器作為一種新型非接觸式連接機構(gòu),具有常規(guī)連接裝置無法比擬的優(yōu)勢。磁力耦合器具有軟啟動性能更佳、隔振減振效果優(yōu)良、過載保護可靠性強、不對中傳遞、安裝維護方便等優(yōu)點,因此,正逐漸被人們所接受并應(yīng)用到各種場合。針對煤礦井下作業(yè)的特殊工況要求,本文設(shè)計了磁力耦合器的井下作業(yè)智能調(diào)速控制系統(tǒng)。首先針對常規(guī)控制在井下工況環(huán)節(jié)下的缺陷與不足,選取適用于處理非線性,需要人工經(jīng)驗靈活變通的控制問題的模糊算法作為研究主體。本文設(shè)計并提出一種適用于井下特殊工作場合的模糊PID控制算法。經(jīng)過電動執(zhí)行器的算法驗證,該控制算法能夠快速響應(yīng)控制信號,輸出信號更加平滑穩(wěn)定,魯棒性更強。其次通過研究粒子群優(yōu)化原理,提出一種采用粒子群優(yōu)化算法(PSO)優(yōu)化模糊控制規(guī)則權(quán)值和量化比例因子的模糊PID控制算法。設(shè)計編寫出該智能算法的算法流程和算法程序。經(jīng)過電動執(zhí)行器的算法驗證,PSO優(yōu)化后的模糊PID算法比模糊PID算法輸出更加平穩(wěn),控制精度更加準(zhǔn)確,全程無超調(diào)量輸出,更加適合于井下這種對可靠性和響應(yīng)速度要求較高的工作場合。最后為了驗證算法井下控制作業(yè)的有效性,通過數(shù)學(xué)公式計算得出磁力耦合器的公式模型,結(jié)合永磁渦流試...

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)與國外的研究現(xiàn)狀與發(fā)展
        1.2.1 模糊控制系統(tǒng)
        1.2.2 模糊控制存在的問題
    1.3 研究主要內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 磁力耦合器調(diào)速控制系統(tǒng)
    2.1 磁力耦合器調(diào)速機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)
    2.2 磁力耦合器調(diào)速的基本原理
    2.3 磁力耦合器井下作業(yè)優(yōu)勢
        2.3.1 軟啟動
        2.3.2 過載保護
        2.3.3 減振隔振
        2.3.4 不對中傳動特性
        2.3.5 延長傳動系統(tǒng)的使用壽命
    2.4 本章小結(jié)
3 智能控制系統(tǒng)硬件方案設(shè)計
    3.1 控制載體確定
        3.1.1 PLC簡介
        3.1.2 PLC工作原理和運行特點
    3.2 控制系統(tǒng)硬件配置和選型
        3.2.1 PLC的選型
        3.2.2 模塊選型
        3.2.3 系統(tǒng)的整合和實現(xiàn)
    3.3 本章小結(jié)
4 變論域模糊PID控制算法設(shè)計與分析
    4.1 常規(guī)控制理論基礎(chǔ)
    4.2 模糊PID控制設(shè)計
        4.2.1 模糊化
        4.2.2 隸屬函數(shù)的確定
        4.2.3 模糊控制規(guī)則與模糊推理
        4.2.4 解模糊
    4.3 模糊PID控制
    4.4 變論域模糊PID控制設(shè)計
        4.4.1 變論域原因
        4.4.2 變論域原理
        4.4.3 變論域模糊PID控制系統(tǒng)設(shè)計
    4.5 仿真驗證
        4.5.1 常規(guī)PID控制仿真
        4.5.2 模糊PID控制仿真
    4.6 本章小結(jié)
5 基于粒子群優(yōu)化的變論域模糊PID控制算法
    5.1 粒子群算法優(yōu)化概述
    5.2 粒子群算法參數(shù)分析
    5.3 標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的基本步驟和流程圖
    5.4 粒子群優(yōu)化算法與其他迭代算法的異同
    5.5 基于粒子群優(yōu)化的模糊PID控制調(diào)速設(shè)計原理
        5.5.1 參數(shù)調(diào)整原則
        5.5.2 優(yōu)化性能評價標(biāo)準(zhǔn)
    5.6 算法實現(xiàn)步驟
    5.7 算法驗證
        5.7.1 PSO優(yōu)化模糊控制器的Matlab仿真實現(xiàn)
        5.7.2 優(yōu)化結(jié)果分析
        5.7.3 優(yōu)化結(jié)果驗證
    5.8 本章小結(jié)
6 智能模糊PID控制仿真與分析
    6.1 控制對象建模
        6.1.1 磁力耦合器氣隙扭矩輸出轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)模型
        6.1.2 實驗臺的基本結(jié)構(gòu)
    6.2 模糊PID控制器設(shè)計
        6.2.1 輸入輸出量模糊化
        6.2.2 模糊規(guī)則編寫
        6.2.3 粒子群優(yōu)化器設(shè)計
        6.2.4 仿真結(jié)果分析
    6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)和展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介及讀研期間主要學(xué)術(shù)成果



本文編號：3755251