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摘要
为了提高隧道通风控制系统的响应速度和运行效率，减少调节过程中的系统波动和能量损耗，降低隧道内车流量、车速、天气、事故等因素对风机控制效果的影响，解决调节过程中存在的非线性、滞后性、波动性等问题，研究了线性自抗扰的隧道通风控制方法。以短型隧道的通风系统为研究对象，将隧道烟雾浓度作为控制目标。将隧道通风过程分成两个控制阶段，并通过等效分析，简化为一个参数摄动的一阶时滞系统。基于线性自抗扰控制方法，构建了扩张状态观测器。将控制模型中的系统波动参数和外界扰动作为一种扩张状态进行了观测，并进行了实时估计和补偿。以系统控制稳定为目标，研究构建了控制器参数的选择约束条件。基于隧道通风控制模型的结构和特性，选择了控制器参数。在不同工况下的仿真结果表明：与传统控制器相比，线性自抗扰控制器缩短了约30%的系统调节时间，提高了响应速度；调节过程中超调量下降了18%,减少了约20%的风机需求功率，降低了系统波动，提高了风机运行效率和控制精度；当系统模型参数存在20%～30%的波动时，线性自抗扰控制器能够有效地抑制参数波动对控制效果的影响，使风机控制系统能够保持一定的稳定性，具有较强的鲁棒性。
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单位北京中交国通智能交通系统技术有限公司
