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1 绪论1

1.1 研究问题及意义1

1.2 国内外研究现状及其评价2

1.3 研究目的与内容6

1.3.1 研究目的6

1.3.2 研究内容6

1.4 技术路线与试验手段7

1.4.1 技术路线7

1.4.2 试验手段8

2 煤自燃特性测定装置中煤样反应罐的优化设计9

2.1 煤样反应罐内的流场分布特性9

2.1.1 煤样反应罐的物理模型9

2.1.2 煤样反应罐模拟工况9

2.1.3 不同直径煤样反应罐内气体流速的分布特性11

2.1.4 不同直径煤样反应罐内气体耗散的分布特性11

2.2 煤耗氧特性的数值分析15

2.3 煤样反应罐摆放位置对炉膛热流场分布的影响17

2.3.1 物理模型17

2.3.2 传热与流动控制理论方程18

2.3.3 模拟计算工况、计算结果及分析19

2.4 不同煤样反应罐直径对CPT的影响21

2.4.1 温控测试炉21

2.4.2 实验过程22

2.4.3 实验结果及分析23

2.5 本章小结27

3 煤自燃倾向性测试中的温度测量问题28

3.1 高精度温度测量方案的选择与优化29

3.1.1 主要器件的选型29

3.1.2 嵌入式CPU及外设的选择31

3.2 高精度测温电路的理论计算及关键参数的确定37

3.3 高精度测温电路整体设计39

3.3.1 关键电路的设计优化39

3.3.2 AD 7714的软件操作42

3.4 高精度测温电路的精度测试与实验研究分析43

3.5 温度传感器的非线性校正与补偿方法的研究47

3.5.1 温度传感器非线性产生的因素分析47

3.5.2 温度传感器非线性补偿方法研究49

3.6 本章小结56

4 煤自燃倾向性氧化动力学测试中的控制问题57

4.1 温度控制系统的建模研究57

4.1.1 控制对象的建模57

4.1.2 温度控制系统的整体建模63

4.2 温度控制系统中的PID控制算法64

4.2.1 PID控制的基本概念64

4.2.2 PID控制器参数优化过程中需要注意的问题68

4.2.3 PID控制器的仿真研究与分析69

4.3 温度控制系统中的模糊控制算法77

4.3.1 模糊控制的概论及特点77

4.3.2 模糊控制设计优化79

4.3.3 温度控制系统中的模糊控制器优化设计与仿真研究83

4.4 两种控制算法的对比研究94

4.5 本章小结96

5 煤自燃倾向性氧化动力学测试系统整机测试及实验研究97

5.1 煤自燃倾向性氧化动力学测试系统的组成97

5.2 煤自燃倾向性氧化动力学测试系统整机性能测试101

5.2.1 系统主要测试指标的稳定性和可重复性实验101

5.2.2 氧化动力学测试结果与煤样绝热氧化的对比实验103

5.2.3 氧化动力学测试结果的现场校验106

5.3 测试系统对煤层标志气体的测试分析107

5.4 本章小结111

参考文献112