ABB DCS TU804-1控制系统的结构

由通风机的运行特性可知：风量Q与电动机转速n在一定时段内可以认为成正比关系。因此，系统在风量的闭环控制中，采用通风机电动机的转速作为反馈量来进行风量的调节。控制原理图如图1所示。

给定的ABB DCS TU804-1电机速度减去测量所得的实际速度n得到误差e,误差的变化率∆e=e(n)-e(n-1)。PID控制器和模糊控制器对误差和误差变化率进行分析处理。模糊控制器根据模糊推理和运算得到PID所需参数。PID控制器输出控制量u，输出直接控制变频器的输出，变频器输出相应的速度控制电机运行，得到相应的风量。

图1控制原理图

模糊ABB DCS TU804-1控制器由PLC编程实现，其中控制算法如式(1)所示。

                          (1)

式中：

3 模糊ABB DCS TU804-1的设计

图2e及∆e的隶属度函数

由上述规则可以得到模糊控制规则表，如表1、2、3所示。

Matlab提供fuzzy可视化模糊参数编辑器，将上述模糊参数置入模糊参数编辑器中，得到相应的模糊参数结果如图3所示。使用Simulink对模糊PID控制器进行离线仿真，系统启动后在t=15s处加入幅值为1的干扰信号，仿真结果如图4所示。由图4可知，模糊PID控制器作用下的系统具备良好的动态性能和稳态特性，能够满足矿井通风机监控系统的要求。

图3 模糊规则图示

图4 基于模糊PID控制器的矿井通风系统Simulink仿真结果

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