矿井通风安全智能实时监测与控制系统研制

良好的矿井通风系统是煤矿安全生产的重要保证。为实现矿井正常生产和灾害发生时风量的自动调节,研究了一种矿井通风智能监测及控制系统。该系统实现了对矿井大气各种参数的实时监测且以三维的方式呈现,并为模拟与分析子系统提供了数据支持。此外,该系统可以根据监测数据以及模拟结果智能控制风门以及风窗的开闭状态,实时满足需风地点的供风要求。实践应用表明,该系统实现了远程自动监测无人化、风量远程自动调控、主要通风机和局部通风机远程控制,显著提高煤矿通风系统自动化与智能化水平。

基于强化学习的室内温湿度联合控制方法研究

为解决目前风机盘管控制方法仅以室内温度作为单一控制对象且忽略湿度的问题,以采用风机盘管加新风系统的北京某办公建筑为研究对象,提出一种基于动作干预的强化学习控制方法对风机盘管的送风量进行调节,以期获得更佳的室内温度和相对湿度联合控制满足率。利用TensorFlow部署强化学习算法,在TRNSYS中建立建筑空调系统仿真模型,利用自开发的TRNSYS-Python联合仿真平台对所提算法进行训练、测试和评估。结果表明:与传统的通断控制和基于规则的控制方法相比,本研究提出的控制方法可以将室内温度和相对湿度联合控制满足率提高9.5%以上。可见该方法具有工程应用价值,为提高建筑室内热舒适提供了新的研究思路。

面向风机行业PLC产品仿真测试平台的设计与实现

为了提升PLC产品质量,提高产品系统测试的效率,针对风力发电机组特定运行环境,我们设计、开发了一套高度集成的仿真测试平台,实现了PLC产品的自动化测试。仿真测试平台可模拟发电机、油泵、齿轮箱等设备上各类传感器信号,同时也支持提供变频器、变桨等各类通信类数据。仿真平台致力于替代传统测试工具,全覆盖风机控制器所有测试项。该测试系统可长期保持运行,模拟PLC现场实际高负荷运行环境,验证复杂环境下PLC稳定性。经过此仿真测试平台测试的产品会更加稳定、可靠。

基于ADPSS的直驱风机半实物仿真研究

高比例新能源设备给电网带来电源不确定性增高和转动惯量变弱等问题,通过含新能源设备精细化模型的大电网仿真可拟合设备运行控制特性,校验控制策略,提前预防电网潜在风险,有效提高电网安全性。新能源设备模型的建模精度影响大电网仿真精度,为解决新能源设备模型的精度问题,利用贴近实际设备的半实物仿真平台开展高低电压穿越等工况仿真。通过使用ADPSS(advanced digital power system simulator,ADPSS)技术,利用相关基础元件建立直流卸荷回路,结合相关两电平换流器控制策略,搭建详细的单电机双功率单元两电平直驱风机半实物仿真电磁模型,并通过直接频率控制方法优化模型,从而增强了半实物仿真的稳定性,结果比对显示,直接频率控制方法优化模型降低了仿真的波动性,可有效提升仿真的准确性。

濮阳凹陷白庙气田沙河街组三段下亚段扇三角洲沉积模拟研究

根据白庙地区砂体沉积特征设计的沙三下砂体形成过程模拟实验表明 ,沙三下扇三角洲主要是碎屑流和牵引流交替作用的结果 ,洪水期以碎屑流作用为主 ,平水期以牵引流作用为主 ,扇三角洲存在叠置与展开两种结合形式 ,前者厚度大而面积小 ,后者厚度小而面积大。它的发育和演变主要受上游水流强度、泥砂搬运、水流分汊变迁、湖水位升降及活动底板下降速率等因素的影响。模拟认为 ,沙三下扇三角洲在形成过程中 ,在白 5井、白 3井和白 2 8井之间及白 7井一带主要发育 3条主辫状河道 ,最宽达 75 0m ,最窄为 30 0m ;辫状河道在杜寨断层处 ,砂岩质纯、厚度大、物性好 ,在兰聊断层与杜寨断层之间 ,砂岩厚度大且分布普遍 ,而在靠近兰聊断层处则砂岩厚度减薄 ,物性变差。

综掘面风幕集尘除尘系统的参数优化与数值模拟

针对目前井下综掘面粉尘治理难的问题,研制了一种新型风幕集尘除尘系统。其中风幕风机的风速、除尘风筒的结构尺寸及出口压力是影响整个系统集尘除尘效果的决定性因素。为使风幕集尘除尘系统的防治粉尘效果达到最优,通过计算流体力学FLUENT软件,分析风幕风机风速、除尘风筒直径及出口压力改变的条件下风机的表面空气流线以及粉尘颗粒轨迹。得到风机风速、除尘风筒的直径及出口压力对整个系统集尘除尘效果影响的规律。结果表明:单方面增加风幕风机的风速或出口压力时,系统的集尘除尘效果在一定范围内可以变好,但是超过一定范围之后,风速的增加或者出口压力的增大反而使系统集尘除尘效果变差;在其他条件不变的情况下,除尘风筒直径越大系统集尘除尘效果越好。

矿用轴流通风机NACA翼型仿真试验

研究了NACA(美国国家航空咨询委员会)0012翼型在矿用轴流通风机上的应用,采用该翼型设计了一台矿用轴流通风机,运用Fluent软件对通风机整机内部流场进行仿真,模拟出叶轮上的静压力分布和整机流场流线分布。根据仿真结果得到:通风机反转后流场内压力参数变化不大,流场内旋流数目增加0.12,反风风量达到正常风量的64%,符合我国《煤矿安全规程》有关规定,证明了NACA0012翼型在矿用轴流通风机设计中的适用性。

温湿度独立控制系统用干式显热风机盘管的研究

介绍了温湿度独立控制系统(THICS)对其末端设备干式显热风机盘管的特殊需求,建立了该类产品的模拟计算模型。对依据模拟计算结果试制出的干式显热风机盘管产品在不同工况条件下进行了大量制冷试验研究,以期为干式显热风机盘管的产品研发和工程实际应用提供参考。

变风量空调系统静压设定值重置方法及控制策略研究

分析了已有的变风量空调系统送风机控制方法,提出了基于实测主风管风量的静压设定值重置方法。在小型变风量系统实验室中分别进行了定静压法和静压重置法实验,比较了两种控制方法。针对实验室实验的局限性,在仿真平台上进行了一系列的仿真实验。最后从系统稳定性、风机节能潜力以及适用范围等方面评价了静压重置法。

风机盘管占空比模糊控制仿真研究

分析了风机盘管在断水状态下的动态换热特性。建立了用于研究风机盘管占空比模糊控制方法的系统仿真器,研究了量化因子Ke,Kec和控制周期τCYC对控制效果的影响。结果表明,在保证空调房间温度达到一定控制效果的前提下,τCYC的优化使风机盘管综合耗能量减少18%,对控制效果影响最大,Ke减少16%,Kec减少8%。对所研究的办公建筑,控制周期宜取风机盘管断水状态下(低挡运行时)出风温度上升时间的1.2倍。

带风机类负载的无刷直流电机控制系统建模与仿真

针对风机类负载的转矩特性,在介绍永磁无刷直流电动机(BLDCM)数学模型的基础上,提出了一种建立无刷电机控制系统仿真模型的新方法,即在Matlab/Simulink中,采用模块化建模方法和M文件编写S函数,搭建系统的仿真模型,并对样机进行了仿真。仿真结果符合理论分析。所建模型可方便地用于其他控制算法的仿真研究,为BLDCM控制算法的研究提供了新的方法。

电站直接空冷系统防冻高效运行控制逻辑及数值模拟

低温环境条件下,直接空冷系统冷却性能出色,但也面临空冷凝汽器翅片管束冻结的风险。揭示不同环境气象条件和系统运行模式下空冷系统性能变化规律,提出直接空冷系统防冻高效运行控制逻辑,对于机组的安全经济运行具有重要意义。以机组实现阻塞背压运行为目标,约束条件为管束出口凝结水状态,开发直接空冷系统控制逻辑。首先,当风机满转速运行且管束出口凝结水不过冷时,确定临界最高环境温度。其次,当风机停转且管束出口凝结水温度等于0℃时,确定临界最低环境温度。再次,以管束出口凝结水不过冷为约束条件,通过风机转速调节,实现直接空冷系统的高效运行。最后,通过数值模拟方法,对直接空冷系统防冻高效运行控制逻辑进行了算例验证。

基于模糊控制的涵道风扇无人机设计与仿真

主要目的是针对涵道风扇无人机的动力学特性,通过模糊控制理论建立模糊控制系统,设计出能很好控制涵道风扇无人机的控制器。文章研究了涵道风扇无人机的数学模型,提出了一种便于悬停作业时涵道风扇无人机模糊PID控制器的设计方法,能对PID参数进行动态整定,实现涵道风扇无人机悬停状态时水平姿态的平衡。仿真结果表明,与传统的模糊控制器设计方法相比,这种方法显示了巨大的优越性,使涵道风扇无人机有良好的控制特性,达到了较为理想的效果。

基于风扇差速调节的微型植物工厂温度精准控制

微型植物工厂环境的精准调控是实现其智能化控制的前提,但是已有的环境调控方式存在各栽培层温度差异较大的问题。本研究提出在微型植物工厂内部加入混风通道并采用风扇差速调节的方式,在计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)模拟仿真中设定目标温度为20℃,通过软件计算得到各栽培层的进风量分别为0.0189 m3/s、0.0236 m3/s、0.0281 m3/s。通过风速调节旋钮对进风量进行调节,通过各层风扇的差速调节来实现各栽培层的均匀调温。结果表明,在目标温度为20℃的条件下,控温设备持续工作60 min后,未使用混风通道和风速差速调节控温方式的传统微型植物工厂内第1、第2栽培层的温度为19℃,而第3栽培层的温度为24℃,温差达到了5℃;使用混风通道和风速差速调节控温方式下的微型植物工厂,各栽培层的温度均为20.5℃左右。由结果可知,在加入混风通道并且进行风扇差速调节后,各栽培层的环境温差得到了有效改善。

变风量空调系统全工况性能模拟

介绍了变风量空调系统软件模拟的方法,该软件可用于模拟采用定静压控制、变静压控制和总风量控制的变风量空调系统的性能和能耗。利用该软件对香港地区典型办公楼的空调系统进行了模拟,结果表明,当采用变静压控制时,全年风机能耗可比传统的定静压控制方法减少13%;在负荷较大的时候,风机节能不明显,而负荷较小的时候,节能非常显著。

利用FLUENT软件模拟地铁专用轴流风机(二)——弯掠组合翼型叶片轴流风机

通过CFD模拟的分析结果与实测数据相结合 ,验证了弯掠组合翼型叶片的风机具有较高的风机性能 ,并且说明了采用变频控制的节能意义。

基于仿人智能控制的风机调速算法

提出了基于仿人智能控制的风机调速算法。通过对参数的有效设置运用仿人智能控制实现对风机的调速控制,使风机转速能较好的达到设定值,设计并编程实现了基于本文算法的风机调速控制,进行了MATLAB实验仿真,证明了其有效性。

轴流风机排气管流动性能数值研究

针对某轴流风机排气管道的气流流场进行了仿真计算。计算结果表明,排气管中没有出现流动分离现象,大部分流动空间没有明显的旋涡存在,二次流损失很小;排气管道出口流动比较均匀。排气管设计是成功的。

多级机站可控循环通风系统试验研究

针对二道沟矿的深井开采高温热害问题,采用计算机仿真模拟开展了深井开采通风与降温技术研究,建立了新型多级机站可控循环通风系统。深部开采环境温度由30～32℃降至28℃以下,节能降耗作用明显,增风降温效果显著。试验研究将可控循环通风与空气净化技术相结合,为深部采矿生产中局部或边缘通风困难的区域提供了一条合理有效的通风降温途径。

汽车风扇磁流变液离合器模糊智能控制系统研究

介绍了磁流变液风扇离合器和测控系统的工作原理。提出了大偏差饱和分段控制及小偏差模糊控制的组合控制策略,给出了模糊控制器的详细设计,并进行了计算机仿真。结果表明,该系统提高了冷却水温度的控制精度及发动机输出效率,同时实现了节能。