随着我国高速公路建设事业的大力发展,公路隧道大量涌现。为了保证隧道的长期安全、稳定、经济运营,隧道必须采用合理的通风系统设计,隧道通风控制的目的有两点。一是为了稀释有害气体浓度增加。二是在隧道内发生火灾时,稳定隧道内烟气扩散速度为车乘人员逃生提供有利条件。影响隧道内气流速度的因素有很多,且存在非线性和不确定性,如:汽车进出隧道的活塞效应、自然风阻力等。在隧道通风系统中存在很大的滞后,导致其响应速度非常慢。这些都使得隧道通风的控制难度增加。本文考虑了多种不确定因素,对隧道通风系统进行了建模,并设计了隧道控制器。通过传感器监控隧道状态,当隧道中污染物浓度达到阈值,控制器调节射流风机降低稀释污染物浓度。隧道通风过程要保证污染物浓度符合安全标准,同时尽量达到通风运营电力消耗的最小化。并且,隧道控制器可以对紧急状态下的隧道通风快速响应,在不可控的外界环境的变化下,控制隧道内气流速度稳定。并针对射流通风的非线性模型设计了自整定模糊PID控制系统来解决上述问题。同时,本文基于STM32对隧道控制器硬件系统进行了设计开发。结合隧道内被控对象的需求,从芯片选型、原理图绘制、PCB设计、控制器样板焊接调试完整的开发出实用的隧道控制器。最后,通过隧道控制器结合自整定模糊PID控制算法程序,在嵌入式模拟隧道模型上验证了隧道通风系统的控制效果。