[发明专利]一种矿用隔爆兼本质安全型双电源双变频调速方法

权利要求书

1.一种矿用隔爆兼本质安全型双电源双变频调速方法，其特征是：局扇点分站PLC控制器首先借助箱线图法和均值替代法对现场多种传感器监测到的数据进行预处理；然后通过距离自适应加权融合算法实现同类传感器数据的一级最优融合；最后利用改进的D-S证据理论算法实现各个位置传感器数据的环境全局融合决策：包括关闭局部通风机、排瓦斯、启动主通风机、按需供风；并计算当前通风机所需要的风量和当前电机运行的速度，通过蚁群PID算法调整当前通风机运行速度，通过与变频器通讯调节变频器输出频率，实现对电机输出频率的调整，最终实现对通风机电机转速的控制，实现对煤矿井下风机控制的精准变频决策。

2.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型双电源双变频调速方法，其特征是，箱线图法和均值替代法具体步骤如下：

对瓦斯浓度传感器数据进行处理，包括6个数据节点，从小到大依次为最小值X_min、下四分位数F_L、中位数Q₂、最大值X_max、上四分位数F_U、异常值；F_U和F_L之间距离为I_O＝F_U-F_L，计算数据上截断点为F_U+1.5I_Q，下截断点为F_L-1.5I_Q，即为异常值的上下边缘分界点；

分别求出各传感器的最小值X_min、下四分位数F_L、中位数Q₂、最大值X_max、上四分位数F_U，然后依次对进行判断，当瓦斯浓度值或者风压浓度值大于上下边缘截断点时候判定为异常值，对超出边界的异常值进行剔除，得到初步的稳定的瓦斯、风压传感器值；对超出边界的异常值进行剔除之后，再根据剩余数据平均值对异常值进行填补，解决样本减少问题。

3.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型双电源双变频调速方法，其特征是，通过距离自适应加权融合算法实现同类传感器数据一级最优融合的具体方法如下：

(1)计算某类瓦斯传感器测量数据的方差加权距离矩阵D，基于D计算某类瓦斯传感器含量数据x_i到其余同类瓦斯传感器测量数据的平均矩阵

(2)再基于平均矩阵计算所有某类瓦斯传感器测量数据间的相互平均距离矩阵，并求出归一化距离矩阵

(3)由于距离越大相似度越小，所以根据计算出相似度矩阵并进一步求得测量数据x_i对x_j的支持度

(4)进而求得x_j的总支持度根据m(x_j)求出各传感器数据的融合权重值w_ij＝S_i(x_j)/m(x_j)，最终根据各权重计算出该类传感器采集数据的一级最优融合值。

4.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型双电源双变频调速方法，其特征是，利用基于改进的D-S证据理论算法的双变频调速控制决策模型实现全局融合决策的方法如下：

在一级最优融合值的基础上，构造系统决策识别框架：A＝{关闭局扇}；B＝{排瓦斯}；C＝{启动主局扇}；D＝{按需供风}；

将一级最优融合值转换成独立证据，根据所求得证据权重矩阵求出各证据权重，进而求出加权平均证据概率，应用基本合成规则对m_ω迭代组合n-1次即可达到最终的融合结果，实现基于改进证据理论的决策算法，执行相关指令。

5.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型双电源双变频调速方法，其特征是，蚁群PID算法具体步骤如下：

步骤1：实时判断比较通风机实际转速与需求转速v/v＇的值，若0.9≤v/v＇≤1，则通风机电机全速摆动；若v/v＇0.9，则启动蚁群PID控制模块，通过对变频器频率调整提高通风机转速；若v/v＇1，则启动蚁群PID控制模块，调整变频器频率，降低通风机转速；所有的控制命令均由局扇点分站PLC控制器给出，传输至变频器，控制通风机电机转动速度；

步骤2：一次控制指令执行完成后，继续判断比较更新后的v/v＇的值，若0.9≤v/v＇≤1，则通风机以此时的转速运转：若v/v＇0.9或v/v＇1，则继续循环步骤1中的控制过程，直至达到0.9≤v/v＇≤1，则通风机电机全速摆动。