国务院印发《中国制造2025》,提出坚持绿色发展、结构优化等基本方针。煤矿企业在我国当前环境下应结合发展现状,寻求更加持久高效、绿色的发展。矿井通风是煤矿企业安全生产的重中之重。作为大型的高耗能设备,矿井通风机长期处于低效率的运行状态。随着矿井采掘装备的升级,矿井开采走向深部,井下通风系统日趋复杂,矿井通风机常出现喘振等问题。为了改变现状,本文在分析国内外矿井通风技术,总结当前常用的一些调速办法的基础上,以杨庄煤矿东风井通风机变压变频调速模型为研究对象,采用自适应模糊PID控制器实现矿井通风量自动调节,让风机稳定运行的同时提高工作效率。风机的异步电动机是一个多变量系统,在计算机仿真软件中建立与实际现场相同的数学模型较为困难。为解决这一问题,本文通过将三相静止坐标系转化为两相静止坐标系,进而推导出两相旋转坐标系下异步电机数学模型,给出了电压、磁链和电磁转矩方程。提出应用统一快速调制SVPWM算法解决了两电平SVPWM调制算法需要经过扇区判断,查表和时间计算等多重步骤的问题。该算法直接计算出三相桥臂的开关时刻,简化了算法的复杂度,提高了运行效率。在MATLAB软件下对统一快速算法进行仿真,得出基于统一快速调制算法的SVPWM调制算法与传统SVPWM算法波形相同,在作用于两电平逆变器时,统一快速调制算法可以在进行更少计算量的同时达到传统SVPWM算法的效果。通过对研究对象所抽象成的数学模型进行仿真,建立的模型在仿真过程中实现了对转矩分量与定子电流励磁分量的精确解耦,实现了把复杂的非线性问题转化成线性问题考虑。本文分析了自适应模糊整定PID控制原理。通过坐标变化和电压空间矢量的技术,运用MATLAB软件搭建了矢量控制的异步电机变频调速模型。在该模型上分别进行PID控制器、模糊控制器的设计仿真和自适应模糊PID控制器。得出了PID控制结构简单,鲁棒性和适应性较强。但参数整定过于繁杂,往往整定不良、性能欠佳。模糊控制适用于非线性、时变、滞后、模型不完全的系统,不依赖于被控对象的精确数学模型,具有较好的鲁棒性、适应性和容错性。自适应模糊PID控制结合两者的优点,既不依赖于被控对象精确的数学模型,也不存在参数难以整定的问题,可以提高小时滞系统的动态性能。最后,把本文设计的风机变频调速系统应用于杨庄煤矿现场,分析了杨庄煤矿的通风状况,计算综采工作面的所需风量并统计全矿井所需要的通风量。依照所统计的所需通风量和负压值,对风机特征点进行绘制并对风机进行选型计算。利用可编程控制技术、组态技术、传感器技术设计了以西门子S7-400H系列PLC为核心控制器,以硬件冗余的方式搭建的监控风机运行状态的系统。将该系统通过所安设的传感器来采集风量、负压等数据到可编程逻辑控制器,按照设计好的控制模型进行处理,得到的频率数据传输至变频器,进而控制风机电机,实现风量的自动调节。同时,通过可编程逻辑控制器与上位机进行的通信,将实时所采集的各种数据上传至上位机中,由上位机设置的控制键对全系统进行控制。从实验结果得知,该系统的响应迅速,稳态性能优异,具有一定的抗干扰能力,可以满足实际控制要求。该论文有图47幅,表6个,参考文献76篇。