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矿井通风网络控制器设计(非线性)


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【内容概述】

矿井通风网络控制器设计(非线性)


矿井的开采在我国的国民经济中占有重要的地位,但我国的矿井安全问题又在面临严峻的考验。地下矿井的通风系统对于地下煤炭开采有着十分关键的作用。矿井通风是地下矿藏资源开采的的一个重要环节,有着向井下输送氧气,并且稀释井下有毒有害气体和粉尘的重要作用。矿井通风系统工作的可靠性具有特殊的意义。有很多火灾是由于通风系统的设计不科学,质量不达标或风量不足等引起的,进一步扩大了火势的蔓延,不仅造成了巨大的经济损失,更对工人的生命健康造成了巨大的威胁。让矿井通风的风流和风速保持着一定的稳定性是非常重要的。本文就矿井通风网络图的稳定性进行了一些研究:
首先对矿井通风网络流体动力学分支进行了分析,结合了基尔霍夫电流-风量定律和基尔霍夫电压-风压定律,再结合一些图论的知识,然后我们又回顾了一下矿井通风网络的全阶模型和降阶模型,也即考虑除了通风分支外所有分支的情况和出通风分支外其余所有分支存在依赖性这两种情况来建立不同的模型。在此基础上采用了控制理论与系统工程理论,提出对模型改进的可能性,进一步用几种不同的控制理论模型来研究矿井通风网络动态性机理,并进一步提出了矿井通风网络全阶和降阶模型的控制器的设计方案,分别选用3个控制量和1个控制量来对控制器进行设计。对方程求出相应的解,并结合李雅普诺夫稳定性理论对其稳定性进行分析,在最后我们又列举了具体的数值例子进行具体的演算。
随着科学技术的快速发展,系统的结构也越来越复杂,这也就意味着对可靠性的要求越来越严格,但可靠性提高的难度也大大地增加了,所以系统的可靠性成为了一个备受重视的问题。目前,可靠性理论已经应用到了社会生活以及科研军事的各个方向,如航空航天、武器制造、地质勘探、电气工程、通讯工程等各个领域,成为人类发展重要一环。

关键词:矿井通风;李雅普诺夫;稳定性