利用PLC实现煤矿井下胶带运输的模糊PID控制研究.docxVIP

利用PLC实现煤矿井下胶带运输的模糊PID控制研究

目录

文档概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1煤矿安全生产的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.1.2带式输送机．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.1.3模糊PID控制在．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.2.1传统PID控制的研究概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

1.2.2模糊控制的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

1.2.3模糊PID控制在工业控制中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

1.3.1主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

1.3.2预期研究目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

1.4研究方案与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

1.5本文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

相关理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.1可编程逻辑控制器(PLC)基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.1.1PLC的基本组成和．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

2.1.2PLC的程序设计语言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

2.2模糊控制理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

2.2.1模糊集合论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

2.2.2模糊逻辑推理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

2.3PID控制原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

2.3.1经典PID控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

2.3.2改进PID控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

2.4模糊PID控制原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

2.4.1模糊PID控制器的结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

2.4.2模糊PID控制算法的实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

煤矿井下胶带运输系统建模与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

3.1胶带运输系统工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

3.2胶带运输系统数学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

3.2.1动力学方程建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

3.2.2系统传递函数推导．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

3.3系统性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

3.3.1系统稳定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

3.3.2系统动态性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80

基于PLC的模糊PID控制算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82

4.1模糊PID控制器结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

4.1.1输入输出变量的选