模糊传感器在煤矿安全中应用的研究.doc

致  谢  本论文是在导师付华教授的悉心指导下完成的。在此对付老师给予我的耐心指导、无 微关怀、亲切鼓励表示由衷的感谢，尤其是付老师平易近人的优秀品质，严谨求实的治学 态度，勇于创新的开拓精神都是值得我学习和敬仰的宝贵精神财富。与此同时，我要感谢 那些实验室的师兄师姐妹们，对我完成毕业论文给予的帮助和鼓励，同时还要感谢谢国民 老师在我完成大论文的仿真阶段给予的技术上的指导，从这些老师和同学身上，我学会了 理论与实际结合的必要性，更加懂得了为人处世的道理。论文中引用了大量的参考文献， 在此向参考文献作者和出版社表示深深的感谢。 除此之外，我还要感谢电控学院的全体教师和领导，是她们给予了我们实验的平台， 让我们学以致用，理论联系实践，获得创新的结果。 最后，我要感谢我的父母及家人对我攻读研究生的大力支持，没有他们的勉励和 帮助，我是不能顺利完成学业的。同时，还要特别感谢我的女友刘宇佳，是她在我 背后的一次次鼓励，我才能全身心的投入论文的撰写和实验的仿真，是她在我遇到 困难时给我一次次的安慰，我才能克服一道道的难关，直至顺利毕业。 摘  要  针对煤矿井下环境的复杂性和井下单一数值测量难以被非专业人员理解的难题，在对 国内外研究模糊传感器现状基础之上，以模糊瓦斯传感器为研究对象，提出了一种将模糊 理论和 RBFNN(Radial Basis Function Neural Network)径向基神经网络相结合的模糊传感器 应用于煤矿安全监测领域。 论文首先叙述了煤矿安全监测监控系统和模糊传感器的研究现状、目的和意义，然后 研究了模糊传感器的基本原理，其核心是实现数值/符号转换，同时构造了模糊传感器的基 本结构，系统地研究了语义概念的生成方法，再重点研究了隶属函数的算法模型以及模糊 理论和 RBFNN 结合的优化算法模型，通过结合两者的优点，实现了隶属函数的优化，提 高了结果的准确性。同时设计了模糊瓦斯传感器的通信单元，采用 CAN 现场总线技术传 输信息，实现了煤矿监测系统的网络数字化，最后通过分析煤矿井下模糊瓦斯传感系统的 软件干扰和硬件干扰，采取了相应的干扰措施，同时也给出了整个系统的改善之处。以河 北开滦煤矿井下实测瓦斯数据做应用，通过实例分析和仿真结果表明，论文提出的方法提 高了对不确定信息处理和决策能力，输出的拟人类语言结果解决了数值测量难以被非专业 人员理解的难题。 关键词：模糊瓦斯传感器；RBFNN；数值/符号转换；隶属函数；CAN 现场总线； -I- Abstract According to the complexity of the coal mine’s environment underground and the problem that it is hard to understand a single value of the number for non-professionals, propose a kind of fuzzy intelligence sensor which combines the fuzzy theory and RBFNN(Radial Basis Function Neural Network) to apply to mine safety monitoring field，regarding the fuzzy intelligence sensor system as a study object and on the basis of both at home and abroad to conduct research. The paper firstly described the coal mine safety monitoring system and the research of fuzzy sensors present situation, purpose and significance, and then studied the basic principle of fuzzy sensors whose core is to achieve the conversion between numerical and symbols. While it constructed the fuzzy sensors basic structure of the system and the generated method of semantic concept. Then it focused on the algorithm model of membership functions and the optimization a