煤矿电磁调速采煤机恒功率截割模糊PID控制

摘要

针对复杂煤层条件下采煤机截割过程受非平稳扰动影响，易导致控制系统参数优化陷入次优吸引域、引发显著超调的问题，提出一种基于人工蜂群全局优化的模糊PID控制方法，以实现煤矿电磁调速采煤机的恒功率截割控制。首先，建立电磁调速电动机励磁回路与机电动力学统一模型，构建以转速为控制变量的恒功率截割控制框架。在此基础上，设计模糊PID控制器，并引入人工蜂群算法对其比例、积分及微分参数进行全局协同寻优。该优化机制通过模拟蜂群智能搜索行为，系统性地规避参数空间中的局部极值，有效抑制由负载突变和非平稳扰动引起的次优吸引域收敛行为，从而显著降低系统超调量、提升动态响应品质。实验结果表明，经人工蜂群优化后的模糊PID控制器在阶跃响应中表现出更短的调节时间与更平稳的转速跟踪特性，功率控制曲线波动显著减小，超调量明显降低，验证了该方法在抑制次优吸引域、实现高精度恒功率截割控制方面的优越性与工程适用性。

关键词

采煤机 / 电磁调速 / 模糊PID控制 / 恒功率截割控制 / 人工蜂群算法

基金资助

安徽省科技厅提升能力建设项目（202506a04020005）