翻车机卸料作业微雾降尘控制系统研究与设计

作     者：史文武 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：康军

授予年度：2023年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：交通运输 自动控制 微雾降尘 BP神经网络 模糊PID控制 

摘      要：翻车机作为一种大型、高效率的卸料机械,已广泛应用于我国工业生产中,它的作用是翻卸装有物料的标准高度敞车。翻车机在倾卸物料瞬间会产生大量粉尘向空气中扩散,这些粉尘通过扩散和漂浮弥漫整个卸料车间,不但严重影响车间工人的身体健康,还会影响电机、行车等设备的维护和使用寿命,给车间内外造成严重的环境污染。目前,翻车机卸料作业微雾降尘控制系统已成为降低翻车机卸料作业中粉尘污染的一种主要手段。但是,传统的微雾降尘系统存在控制方式单一、微雾发生量不能自动调节等问题,从而导致在造成额外的人力耗费、资源浪费的同时降尘效果并不理想。因此,为了进一步提高翻车机作业的智能化水平以及降尘的经济效益,有必要针对翻车机作业研究一种能够实现微雾降尘自动调节的控制系统。本文以火电厂广泛应用的翻车机卸料作业微雾降尘系统为研究对象,在对其基本结构与工作方式进行分析后,提出了一种基于PLC的微雾降尘自动控制系统软硬件设计方案,实现了全自动微雾降尘作业。本文对微雾降尘系统中的电动调节阀建立了相应的数学模型,并结合水温、水压、粉尘浓度等参数,建立了面向翻车机卸料作业的微雾降尘控制系统模型。为提高翻车机微雾降尘控制系统的控制精度、收敛速度、鲁棒性和抗干扰能力,提出一种基于BP神经网络的模糊PID控制算法,其中,通过模糊PID控制模块在线调整控制参数,针对模糊PID控制模块中的模糊控制规则难以确定的问题,通过基于自适应学习率的BP神经网络对模糊规则中的隶属度中心值、权值等参数进行调整,以优化控制效果。最后,通过联机仿真实验,验证了所提控制策略的正确性和有效性。实验结果表明:本文设计的翻车机微雾降尘控制系统具有控制精度高,调节灵敏等特点,在满足翻车机作业需求的条件下,可以实现更优的降尘效果,是对传统微雾降尘系统的一种有效改进和补充。