新型矿井提升机调速方案的研究
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摘要
本文在广泛考查现行的高压变频调速方式的基础上，针对目前各大煤矿中矿井提升机系统调速方式落后的现状，提出用高—低压变频调速方式取代现在广泛使用的转子串、切电阻和晶闸管串级调速方式。论述了高—低压变频调速方式的优越性，系统的组成及系统各部分的设计方法。同时提出将模糊控制理论用于提升机速度给定图跟踪的思想及其实现的基础—单片机和变频器组成的速度闭环结构。给出了模糊控制器的具体实现方式。系统仿真结果表明，采用模糊控制策略后系统响应迅速，稳态误差小，对环境因素等引起的参数变化不敏感，具有较强的鲁棒性。同时证明，在提升机系统中应用模糊控制策略可使提升机系统具有良好的平层性和舒适性。
This thesis is based on the wide investigation of modern high-voltage frequency conversion speed-adjusting methods, according to the retarded state of the speed-adjusting methods of current mine hoister systems, using the high-low voltage frequency conversion speed-adjusting method to take the place of rotor sering resistance and thyristor cascade methods which are widely used at present is put forward in this thesis. Explains the priorities of this method, the configuration and the design of it. Meanwhile puts forward the idea of using fuzzy control theory to trace the hoister system' s hodograph and its realization foundation -the structure of speed closed-loop made of microchip and frequency converter. The results of simulation show that fuzzy control strategy makes the system response rapidly and possess small steady-state error. The system is insensitive to the parameters' changes and has stronger robustness character. Fuzzy control strategy in hoister systems can make the systems possess better flat layer feature and comfortableness is also proved.
This thesis is based on the wide investigation of modern high-voltage frequency conversion speed-adjusting methods, according to the retarded state of the speed-adjusting methods of current mine hoister systems, using the high-low voltage frequency conversion speed-adjusting method to take the place of rotor sering resistance and thyristor cascade methods which are widely used at present is put forward in this thesis. Explains the priorities of this method, the configuration and the design of it. Meanwhile puts forward the idea of using fuzzy control theory to trace the hoister system' s hodograph and its realization foundation -the structure of speed closed-loop made of microchip and frequency converter. The results of simulation show that fuzzy control strategy makes the system response rapidly and possess small steady-state error. The system is insensitive to the parameters' changes and has stronger robustness character. Fuzzy control strategy in hoister systems can make the systems possess better flat layer feature and comfortableness is also proved.
引文
[01] 李华．MCS—51系列单片机实用接口技术．北京航空航天大学出版社，1993
[02] 杜金城．电气变频调速设计技术．中国电力出版社，1999
[03] 吴守箴，臧英杰．电气传动的脉宽调制技术．机械工业出版社，2000
[04] 韩安荣．通用变频器及其应用Ⅱ．机械工业出版社，2000
[05] 陈国呈．PWM变频调速及软丌关电力变换技术．机械工业出版社，2000
[06] 李杏春，徐平，李华，赵嘉蔚．8098单片机原理及实用接口技术．北京航空航天大学出版社，1996
[07] 余永权，曾碧．单片机模糊逻辑控制．北京航空航天大学出版社，1995
[08] 楼顺天．基于MATLAB的系统分析与设计—模糊系统．西安电子科技大学出版社，2001
[09] 何立民．单片机应用技术选编．北京航空航天大学出版社，1993
[10] 曹承志，刘宝奇，魏水广．单片机控制变频器的闭环交流调速系统．电力电子技术，1998(2)
[11] 陈伯时，陈敏逊．交流调速系统．机械工业出版社，1998
[12] 三垦变频器使用手册
[13] 电机工程手册编辑委员会．电机工程师手册．机械工业出版社，1987
[14] 天津电气传动设计研究所．电气传动自动化技术手册．机械工业出版社，1992
[15] 张选正．变频器主电路的型式简述．变频器世界，2001(1)
[16] 彭鸿才．中压变频器及其在国内开发研制简况．变频器世界，1999(8)
[17] 原魁，刘伟强．变频器基础及应用．冶金工业出版社，1997
[18] 杨芳春．电机与传动．煤炭工业出版社，1995
[19] 刘一平等．新编电动机绕组修理．上海科学技术出版社，2000
[20] 变压器制造技术丛书编审委员会．变压器绕组制造工艺．机械工业出版所，2000
[21] 刘佳彝．电力变压器设计计算方法与实践．辽宁科技技术出版社，2002
[22] 冯晓刚．电力拖动系统模糊控制策略的研究．上海大学博士学位论文．1996
[23] 刘成印，马鹏祥，徐江春．矿井提升机行程检测系统及其可靠性设计．电气传动，2001(2)
[24] 高宏伟，武彩霞，付兴武，李娜．模糊控制理论在风机、泵类软起动器中的
应用研究．中小型电机，2002(5)
[25] 高宏伟，赵宝永，付兴武．模糊自整定PID控制策略的MATLAB仿真研究．电气传动自动化，2002(5)
[26] 程汉湘，刘玲，李圣强．高压变频器的实现方法研究．电气传动自动化，2002(1)
[27] 龚世缨等．电梯理想速度曲线的理论分析及实现方法．电力电子技术，1996(1)
[28] 诸绍贤等．电梯给定曲线的仿真与实现．中国电梯，1992(1)
[29] 姜耀权．VVVF电梯拖动的微机闭环交流调速系统．中国电梯，1994(3)
[30] 刘文杰，白晓东，薛忠和．交—交变频器在矿井提升机的应用及分析．矿山机械，2001(12)
[31] Wang L. etal. Complex Systems Modeling Via Fuzzy Logic, IEEE Trans. On Systems, Man and Cybertics, 1996,269(1): 100106
[32] Ting Cs, Li THS and Kung Fc. An Approch to Systematic Design of the Fuzzy Control System. Fuzzy Sets and Systems, 1996,77(2): 151～166
[33] Ogato k. Solving Control Systems Problems with MATLAB. Englewood Cliffs, N.J. Prentice Hall,1994.
[34] Wang Linxin. Fuzzy systems are univeral approximators. IEEE Fuzzy' 92.1992: 1163～1170
[35] Natick mass. MATLAB User's Guide. Math Works, Inc, 1990
[02] 杜金城．电气变频调速设计技术．中国电力出版社，1999
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[23] 刘成印，马鹏祥，徐江春．矿井提升机行程检测系统及其可靠性设计．电气传动，2001(2)
[24] 高宏伟，武彩霞，付兴武，李娜．模糊控制理论在风机、泵类软起动器中的
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[25] 高宏伟，赵宝永，付兴武．模糊自整定PID控制策略的MATLAB仿真研究．电气传动自动化，2002(5)
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[30] 刘文杰，白晓东，薛忠和．交—交变频器在矿井提升机的应用及分析．矿山机械，2001(12)
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[33] Ogato k. Solving Control Systems Problems with MATLAB. Englewood Cliffs, N.J. Prentice Hall,1994.
[34] Wang Linxin. Fuzzy systems are univeral approximators. IEEE Fuzzy' 92.1992: 1163～1170
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