本文關(guān)鍵詞：礦用救生艙生存環(huán)境參數(shù)智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 救生艙 生存環(huán)境參數(shù) 監(jiān)控 數(shù)學(xué)建模 單神經(jīng)元PID

【摘要】：我國(guó)煤炭資源豐富,但由于煤炭的開(kāi)采深度深、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,致使礦難事故頻頻發(fā)生。礦用救生艙是事故發(fā)生后進(jìn)行救援的有效手段,其中生存環(huán)境參數(shù)監(jiān)控為救生艙系統(tǒng)中最為重要的組成部分。通過(guò)對(duì)救生艙生存環(huán)境參數(shù)的智能控制,可以充分利用有限的生存資源,能有效延長(zhǎng)避難者的生存時(shí)間,提高救援成功率。本文基于目前救生艙生存環(huán)境參數(shù)控制中存在的一些問(wèn)題,結(jié)合單神經(jīng)元理論和PID控制方法進(jìn)行了救生艙生存環(huán)境參數(shù)智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)。在礦用救生艙生存環(huán)境控制方面,國(guó)內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)多為針對(duì)單一參數(shù)或部分參數(shù)進(jìn)行控制。本文根據(jù)生存環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的需要,對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行相對(duì)全面的設(shè)計(jì),其包含氧氣濃度、有害氣體濃度、溫度、濕度監(jiān)控子系統(tǒng)。確定了各子系統(tǒng)的控制方案,繼而根據(jù)子系統(tǒng)的選定方案建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。救生艙生存環(huán)境參數(shù)控制系統(tǒng)具有時(shí)滯、時(shí)變、非線性、耦合等特點(diǎn),傳統(tǒng)的PID控制難以得到滿意的效果。本文引進(jìn)單神經(jīng)元控制理論,設(shè)計(jì)單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器,并將其應(yīng)用于各參數(shù)控制子系統(tǒng)。設(shè)計(jì)解耦器,對(duì)存在耦合關(guān)系的參數(shù)進(jìn)行解耦。借助MATLAB對(duì)設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行仿真,結(jié)果與傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)相比,證實(shí)所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)擁有更好的控制性能。系統(tǒng)選用FPGA為控制器核心并且借助Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)采集、智能PID控制器、輸出、解耦、工作模式調(diào)整和時(shí)限預(yù)估以及系統(tǒng)通訊等部分進(jìn)行了硬、軟件設(shè)計(jì)。最后借助KJXXX救生艙樣機(jī)進(jìn)行調(diào)試與實(shí)驗(yàn),表明所研究設(shè)計(jì)的生存環(huán)境參數(shù)智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)、模式調(diào)整、時(shí)限預(yù)估、人工輔助調(diào)節(jié)等基本功能,具有一定的意義和應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：救生艙 生存環(huán)境參數(shù) 監(jiān)控 數(shù)學(xué)建模 單神經(jīng)元PID
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD774;TP277
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 變量注釋表17-20
• 1 緒論20-27
• 1.1 研究背景及意義20-21
• 1.2 救生艙分類及組成21-24
• 1.3 救生艙生存環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀24-25
• 1.4 智能控制技術(shù)的發(fā)展25-26
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容26-27
• 2 系統(tǒng)構(gòu)成及數(shù)學(xué)建模27-43
• 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)27-36
• 2.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模36-42
• 2.3 本章小結(jié)42-43
• 3 系統(tǒng)智能控制策略的研究43-68
• 3.1 PID控制43-45
• 3.2 單神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)PID智能控制45-49
• 3.3 生存環(huán)境參數(shù)智能控制策略的研究49-56
• 3.4 生存環(huán)境參數(shù)控制系統(tǒng)仿真56-67
• 3.5 本章小結(jié)67-68
• 4 生存環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)68-91
• 4.1 FPGA選型與配置方式69-70
• 4.2 數(shù)據(jù)采集部分設(shè)計(jì)70-74
• 4.3 智能控制器設(shè)計(jì)74-80
• 4.4 輸出部分設(shè)計(jì)80-82
• 4.5 解耦部分設(shè)計(jì)82-84
• 4.6 工作模式調(diào)整和時(shí)限預(yù)估部分設(shè)計(jì)84-85
• 4.7 系統(tǒng)通訊設(shè)計(jì)85-89
• 4.8 實(shí)驗(yàn)測(cè)試89-90
• 4.9 本章小結(jié)90-91
• 5 總結(jié)與展望91-93
• 5.1 總結(jié)91-92
• 5.2 展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 附錄97-102
• 作者簡(jiǎn)歷102-104
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集104

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 木子林;;山西五大煤礦集團(tuán)開(kāi)始配備井下救生艙[J];山西能源與節(jié)能;2010年05期

2 本刊通訊員;;中國(guó)首臺(tái)礦用救生艙制成可容納10人避險(xiǎn)4天[J];煤炭工程;2010年12期

3 ;礦用可移動(dòng)救生艙樣艙制成 可保10人96小時(shí)生存[J];生命與災(zāi)害;2010年12期

4 艾長(zhǎng)波;;礦用救生艙國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況[J];艦船防化;2010年06期

5 鞏憲武;;西安重裝集團(tuán)與中資國(guó)泰公司簽署井下救生艙生產(chǎn)合作協(xié)議[J];陜西煤炭;2011年03期

6 許健;李長(zhǎng)錄;王凱;;救生艙的生存溫度保障[J];煤礦安全;2011年08期

7 汪聲;金龍哲;栗婧;汪澍;;礦用救生艙熱環(huán)境分析[J];煤炭學(xué)報(bào);2011年09期

8 ;我國(guó)第一臺(tái)礦用可分離式救生艙問(wèn)世[J];煤礦機(jī)械;2011年09期

9 韓文達(dá);劉鐵軍;劉貴強(qiáng);史功赫;李國(guó)慶;;礦用安全救生艙的發(fā)展趨勢(shì)研究[J];煤礦機(jī)械;2011年10期

10 ;井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)與礦用救生艙設(shè)計(jì)生產(chǎn)[J];工業(yè)設(shè)計(jì);2011年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 盛偉;王強(qiáng);劉秀芳;鄭麗娜;;蓄冷型空調(diào)機(jī)在礦用救生艙中的應(yīng)用[A];走中國(guó)創(chuàng)造之路——2011中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 李波;劉安翔;劉洪波;;救生艙風(fēng)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)[A];第三屆全國(guó)煤礦機(jī)械安全裝備技術(shù)發(fā)展高層論壇暨新產(chǎn)品技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

3 周旭;楊陸海;;礦用救生艙配置原則與應(yīng)用研究[A];中國(guó)采選技術(shù)十年回顧與展望[C];2012年

4 張婷;;礦用救生艙焊接部位數(shù)值模擬處理方法分析[A];第五屆全國(guó)計(jì)算爆炸力學(xué)會(huì)議論文摘要[C];2012年

5 白博;李志強(qiáng);王志華;趙隆茂;;礦用井下救生艙抗爆炸沖擊性能研究[A];第五屆全國(guó)計(jì)算爆炸力學(xué)會(huì)議論文摘要[C];2012年

6 李長(zhǎng)有;程曉琦;張勝奎;;基于SHT75的礦井救生艙溫濕度檢測(cè)[A];2010中國(guó)儀器儀表學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)大會(huì)（論文集2）[C];2010年

7 王晶晶;武會(huì)賓;張鵬程;巨彪;;Q460級(jí)礦用救生艙用鋼的組織與析出相研究[A];2014年全國(guó)鋼材深加工研討會(huì)論文集[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 實(shí)習(xí)記者 李拓 劉冰;井下礦工的生命港灣[N];中國(guó)煤炭報(bào);2010年

2 記者 林玉　施智梁;礦用救生艙亮相千億蛋糕待分食[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2010年

3 ;礦難救生艙將全智利巡游[N];新華每日電訊;2010年

4 記者 吳宇　吳陳;世博會(huì)智利館將展礦難救生艙[N];新華每日電訊;2010年

5 王歡　整理;救生艙：礦難中的生命庇護(hù)所[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2010年

6 記者 陳波;重慶造救生艙下月正式下井[N];重慶日?qǐng)?bào);2010年

7 本報(bào)記者 任s，

本文編號(hào)：552873