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第1章 绪论1

1.1 掘进巷道通风控制系统研制的重要性1

1.1.1 巷道的掘进工艺及通风特点2

1.1.2 局部通风系统发展的历史、现状及发展趋势3

1.2 智能控制及现代交流调速技术在掘进巷道通风系统中的应用4

1.2.1 智能控制技术的发展及应用4

1.2.2 现代交流调速技术的发展及应用6

1.3 电力电子技术以及微处理器的发展与应用8

1.4 主要研究工作11

第2章 掘进巷道内紊流传质机理及数学模型14

2.1 掘进巷道瓦斯运移机理及瓦斯运移数学模型14

2.1.1 掘进巷道瓦斯运移机理14

2.1.2 瓦斯运移的数学模型16

2.2 压入式圆形受限贴附射流通风特征及瓦斯浓度数学描述19

2.2.1 圆形贴附射流特征20

2.2.2 掘进巷道内风流作用下瓦斯浓度计算23

2.2.3 掘进巷道紊流传质过程的数学描述28

2.2.4 掘进巷道通风系统通风需求分析31

2.3 本章小结33

第3章 适用掘进巷道通风的模糊控制模型研究及仿真35

3.1 模糊控制与模糊控制系统35

3.1.1 模糊控制系统的组成36

3.1.2 模糊控制模型37

3.1.3 模糊控制系统分析与设计42

3.2 适用掘进巷道通风的常规双模模糊控制模型的建立47

3.2.1 论域设定47

3.2.2 隶属函数的确定48

3.2.3 正常通风时控制规则的制定52

3.2.4 瓦斯超限排放时控制规则的制定55

3.2.5 模糊推理方式选择57

3.2.6 四输入单输出常规双模模糊控制模型的建立65

3.3 多输入权值系数66

3.3.1 AHP法计算权值67

3.3.2 神经网络（ANN）计算输入量的权值74

3.3.3 组合赋权和变权86

3.4 自学习模糊控制模型91

3.4.1 模糊控制算法的改进92

3.4.2 自学习模糊控制算法95

3.4.3 适用于掘进巷道通风自学习控制模型参数的确定98

3.4.4 适用于掘进巷道通风自学习模糊控制算法的实现99

3.4.5 软件程序100

3.4.6 掘进巷道通风自学习模糊控制模型的建立和仿真101

3.5 本章小结105

第4章 掘进巷道通风控制系统的变频调速实现107

4.1 掘进巷道通风控制系统变频调速的研究现状和发展趋势107

4.2 矿用局部通风机的机械结构及运行特性108

4.2.1 矿用局部通风机的机械结构108

4.2.2 通风机的工作参数109

4.2.3 局部通风机的运行特性110

4.3 直接转矩变频调速系统的原理结构、控制策略和仿真111

4.3.1 直接转矩控制的基本概念112

4.3.2 直接转矩调速系统的组成与结构113

4.3.3 定子电压空间矢量的选择115

4.3.4 磁链观测与转矩观测的实现117

4.3.5 空间矢量PWM调制118

4.3.6 直接转矩调速控制仿真模型的建立120

4.4 掘进巷道通风的双模模糊变频调速控制系统122

4.5 本章小结126

第5章 掘进巷道通风控制系统的实现127

5.1 局部通风机选型127

5.2 掘进巷道通风控制系统硬件电路设计129

5.2.1 系统主电路130

5.2.2 三相逆变器131

5.2.3 PWM信号隔离驱动电路133

5.2.4 电流电压检测及其转换电路134

5.2.5 转速反馈电路135

5.2.6 控制系统保护电路136

5.2.7 其他电路137

5.3 掘进巷道通风控制系统软件程序设计138

5.3.1 系统软件组成138

5.3.2 传感器读数与显示142

5.3.3 数字PI调节器模块142

5.3.4 空间矢量PWM的DSP实现143

5.4 掘进巷道内通风控制系统实验143

5.4.1 调速系统实物和测试装置143

5.4.2 试验结果及分析145

5.5 掘进巷道通风控制系统样机制作150

5.6 掘进巷道通风实物缩比模型152

5.7 本章小结153

第6章 结论与进一步工作设想154

6.1 结论154

6.2 进一步工作的设想155

参考文献156