模糊神经网络PID在提升机恒减速系统中的应用研究
2021-03-24王利栋
中国矿业 2021年3期
王利栋,王 政
(1.大同煤矿集团有限责任公司同大科技研究院,山西 大同 037003;2.中国矿业大学机电工程学院,江苏 徐州 221116)
0 引 言
矿井提升机是一个复杂的非线性时变系统,不同的提升载荷对紧急制动下提升机制动性能有着较大的影响,而恒减速制动方式能够很好地保障紧急制动的安全性。当发生紧急情况时,恒减速制动通过改变盘闸压力值,可以使提升机以不变的减速度停车[1]。以上功能的实现,依赖于对控制策略的研究。
当前,提升机恒减速系统的控制策略仍然以PLC内置的PID控制为主[2],但参数确定后便不可再进行微调,往往无法适应复杂的恒减速制动工况,更无法满足紧急制动情况下响应迅速,制动平稳的要求,在此基础上,有学者提出了模糊PID控制[3],将离线的模糊规则与PID相结合,使参数可以在一定程度上进行微调,提高了控制精度,但无法针对整个提升过程,尤其是对突发状况做出更加合理的判断,仅仅是控制算法上的优化,且其性能过于依赖模糊规则的设定,因此,有学者提出了BP神经网络PID控制方法,将神经网络结构引入恒减速系统中,通过迭代训练反向优化权值与阈值[4],从而动态地微调PID参数值,弥补了此前研究的不足。但恒减速控制系统多数以PLC作为控制器,PLC对神经网络的处理能力较弱,同时会占用其他安全策略的反应时间,增加了制动系统不确定风险。
本着使PID参数更加精确的原则,本文引入模糊神经网络PID算法,将离线的模糊规则与可反复迭代优化的BP神经网络相融合,既满足了可根据不同工况微调PID参数值的要求,又解决了PLC处理大量数据能力不足,影响整个安全策略可靠性的问题,并对恒减速装置的控制策略做进一步优化探究。……
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