[发明专利]采煤机恒功率模糊控制系统及方法

说明书

本发明提供的采煤机恒功率模糊控制系统，包括信号检测模块、中央处理器模块、模糊控制模块以及PID模块；信号检测模块用于检测采煤机切割头电机的电流，获取检测电流值；中央处理器模块用于基于检测电流值计算控制方法的模糊控制输入量；模糊控制模块用于对模糊控制输入量进行模糊控制，获取模糊控制输出量以及对模糊控制输出量进行解模糊，获取PID控制参数；PID控制模块用于基于PID控制参数进行PID运算，获取并输出切割头电机的控制信号。在采煤机负载变化时，通过引入模糊控制，控制切割头电机的负载，控制收敛性好，提高了切割头电机的控制精度以及稳定性，对切割头电机的在线、动态、精确、实时调节以实现切割头电机的恒功率控制。

技术领域

本发明涉及采煤机控制技术领域，特别是涉及一种采煤机恒功率模糊控制系统及方法。

背景技术

采煤机是煤矿开采系统重要的动力设备和资源获取设备，系统安全、可靠、高效稳定的运行是煤炭开采工作顺利进行的有效前提。由于受不同煤层硬度的影响，采煤机截割头前段负载变化较大，在煤层变化较大的情况下，负载变化速率过快。传统控制方法主要是通过掘进电机负载变化和截割电机电流变化情况实现变速控制，不论是控制的精确性还是控制的实时性都无法适应截割头负载快速变化情况下的需求，这种长期的超载或欠载工况，不仅降低了采煤机的效率和稳定性，也大幅降低了采煤机的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要针对传统地控制系统无法实现采煤机恒功率控制，控制精确性以及实时性较差的问题，提供一种采煤机恒功率模糊控制系统及方法。

本发明提供的一种采煤机恒功率模糊控制系统，所述控制系统包括可编程逻辑控制器以及信号检测模块，所述可编程逻辑控制器包括中央处理器模块、模糊控制模块以及PID模块；

所述信号检测模块用于检测采煤机切割头电机的电流，获取检测电流值；

所述中央处理器模块用于基于所述检测电流值计算所述控制方法的模糊控制输入量；

所述模糊控制模块用于对所述模糊控制输入量进行模糊控制，获取模糊控制输出量以及对所述模糊控制输出量进行解模糊，获取PID控制参数；

所述PID控制模块用于基于PID控制参数进行PID运算，获取并输出所述切割头电机的控制信号。

在其中一个实施例中，所述模糊控制输入量为额定电流与所述检测电流值的差值E以及所述差值的变化率Ec。

在其中一个实施例中，所述模糊控制输出量为PID控制参量K_P、K_I以及K_D。

在其中一个实施例中，所述模糊控制模块的控制方式为三角隶属度与高斯隶属度结合控制方式。

在其中一个实施例中，所述模糊控制输入量/所述模糊控制输出量集合域表示为{-6，6}，所述模糊控制输入量/所述模糊控制输出量子集合表示为{NB、NM、NS、Z、PS、PN、PB}，所述模糊控制规则如表1至表3所示，

表1 K_P模糊信息表

表2 K_I的模糊控制表

表3 K_D的模糊控制表

其中，E表示所述额定电流与所述检测电流值的差值；所述Ec表示所述差值的变化率。

本发明还提供了一种采煤机恒功率模糊控制方法，包括以下步骤：

检测采煤机切割头电机的电流，获取检测电流值；