基于参数自适应模糊PID控制器的掘进机恒功率调速系统

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第３１卷　第１期　２００９－０１　【45】基于参数自适应模糊ＰＩＤ控制器的掘进机恒功率调速系统 Constant power control system of roadheader based on fuzzy-PID 李晓豁，吴志强ＬＩ　Ｘｉａｏ－ｈｕｏ，　ＷＵ　Ｚｈｉ－ｑｉａｎｇ（辽宁工程技术大学　机械工程学院，阜新　１２３０００）摘　　要：悬臂式掘进机工作机构负载变化较剧烈以及有较强的随机性，为能根据煤岩分布的不同状况自动调节工作机构的进给速度，实现截割电机恒功率控制，开发了以单片机为核心的参数自适应模糊ＰＩＤ控制器的掘进机恒功率调速系统。文中描述了该控制器的控制原理和硬件结构。关键词：悬臂式掘进机；模糊ＰＩＤ；单片机；恒功率中图分类号：ＴＤ４２１．５文献标识码：Ａ文章编号：１００９－０１３４（２００９）０１－００４５－０２收稿日期：２００８－１０－３１基金项目：国家自然科学基金资助项目（５９７７４０３３）；国家煤矿安全监察局安全生产科技发展指导性计划项目（０６－２９２）；辽宁省教育厅创新团队项目（２００７Ｔ０６８）；大型工矿装备实验研究中心（辽宁省高校重点实验室）开放基金资助项目（０７－６１）作者简介：李晓豁（１９５３－），男，辽宁锦州人，教授，博士生导师，研究方向：现代机械设计理论与方法、机械系统建模与仿真，机电液一体化技术、大型工矿装备的动力学行为与控制技术。０　　　引言由于煤层特性的不断变化，使掘进机负载变化十分剧烈，　加之截割煤、岩过渡时间一般比较短，过渡区不明确，要建立其精确的数学模型十分困难，传统的控制系统难以提高其控制性能。根据载荷或截割电机电流的变化情况，常靠司机通过搬动换向阀实现手动节流调速。这必然存在盲目、随意性，而截割电机的超载和欠载会在较大范围内波动，不利于提高工作效率和可靠性。运用模糊逻辑推理来获取控制量，鲁棒性强，调节迅速［１］，但是控制精度不高，本文将ＰＩＤ控制与模糊控制结合的模糊自适应ＰＩＤ控制通过在线修正ＰＩＤ参数，可实现对扰动及被控对象变化的快速平稳调节。１　　　调速系统组成掘进机恒功率控制通常是指当掘进机正常运行时，如果掘进机上的电动机功率超过其额定功率时，应采取相应的速度控制，使电机负载减小，将电动机的功率维持在额定功率以保护电动机。掘进机电动机的功率主要和牵引速度有关，恒功率控制就成为对牵引速度的动态调节，改变牵引速度，截割部电机

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