CN104948215B - 一种矿井通风系统的联合优调优控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿井通风系统的联合优调优控方法，建立风机-系统联合调节非线性规划模型，根据矿井通风系统拓扑结构、根据指定的需风风道的需风要求和系统可调参数，适时计算出通风系统的最优调节方案，即：在最大限度地满足需风要求、并使总功率消耗最小、各种控制参数可实施的目标下，计算出风机控制参数和调节风道的调节参数；并发布调节和控制命令完成矿井通风系统的在线最优调节，从而实现风机和风网的联合调节，保证矿井通风系统的按时按需低功耗最优供风。

Description

一种矿井通风系统的联合优调优控方法

技术领域

本发明属于矿井通风自动化控制技术领域，具体涉及一种矿井通风系统的联合优调优控方法。

背景技术

矿井通风的核心任务是保证井下各用风地点按时按需供风，从而确保矿井安全、高效和绿色的开采。由于井下通风系统错综复杂，从环境监测、需风量计算到系统调节是一个复杂的系统工程，只靠人工分析调节或局部自动调节难以满足井下安全生产和节能的需要，因此，实现矿井通风全局最优调节方案的自动计算是实现矿井通风自动化必须解决的技术难题。

虽然人们对矿井通风系统优化调节问题进行了大量研究，提出单风道卷帘门压差调节法、固定风量风道调节法、最大通风调节法、线性规划调节法和非线性规划调节法等，但上述调节方法均没有从本质上解决矿井通风系统优化调节问题的可行性、经济性和全局性问题。原因如下：

(1)对于单风道卷帘门压差调节法，主要通过调节本风道卷帘门的开启高度，进而使通过本风道的风量达到目标风量要求。然而，对于流体管网来说，在原理上是行不通的。理由为：由于整个风网需要满足风量平衡定律，因此，各风道相互制约。例如，在最简单的情况下，对于并联的风道A和风道B，如果需要使通过风道B的风量达到最大，不仅需要将风道B的卷帘门开启到最大，还需要将风道A的卷帘门关闭到最小。可见，单独调节风道B本身，不可能使其通过的风量达到目标风量；另外，调节风道B时同样也影响到其它风道风量，使整个系统处于混乱状态。

(2)对于固定风量解算法，由于不能进行调节点的转移，很容易求出不可行方案，甚至出现风阻为负数的情况。

(3)对于最大阻力通路调节法，本身不具有经济性，而且，由于各风道风阻和各用风点需风量的时变性，最大通路是变化的，调节点也是变化的，因此，最大阻力通路调节法不可行。

(4)对于线性规划调节法，由于对矿井通风系统优化调节问题进行了过度简化，因此，计算结果常常不符合实际。

(5)对于现有的非线性规划调节法，采用首先优化系统，再调节风机的两阶段法，由于没有考虑系统和风机的联合优化，因此，无法获得全局最优的方案，更不适用于灾变时期的实时均压要求。

由此可见，现有的各类矿井通风系统优化调节方案，均没有从本质上实现矿井通风系统的全局优调优控，无法满足矿井正常时期和灾变时期供风需要。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种矿井通风系统的联合优调优控方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种矿井通风系统的联合优调优控方法，包括以下步骤：

步骤1，根据矿井通风系统调控目的，将风道划分为四类，分别为Ⅰ类风道、Ⅱ类风道、Ⅲ类风道和Ⅳ类风道；其中，Ⅰ类风道、Ⅱ类风道和Ⅲ类风道为控制风道；Ⅳ类风道为非控制风道；具体的，Ⅰ类风道为风机所在风道；Ⅱ类风道为需风风道；Ⅲ类风道为安装有风阻调节装置的调节风道；

然后，建立完整的矿井通风系统网络拓扑结构图并编号，形成用于优化调控计算的通风系统网络图；

步骤2，设所述通风系统共有n条风道，m个独立回路；则对所述通风系统网络图的n条风道由1开始进行编号，由此得到m行n列的基本回路矩阵其中，b_kj为独立回路矩阵系数；

此处，令E代表所有风道的集合；令I代表独立回路对应的风道集；令E₁代表Ⅰ类风道的集合；令E₂代表Ⅱ类风道的集合；令E₃代表Ⅲ类风道的集合；

步骤3，对于Ⅲ类风道集合E₃中的任意一个调节风道，记为调节风道j，将调节风道j的总风阻R_j分解为：

$R_j=R_j^{F0}+R_j^{T0}+R_j^T$

其中：

—调节风道j的基础风阻，为已知值；

—调节风道j的风阻调节装置不可开启部分产生的局部固定风阻，为已知值；

—调节风道j的风阻调节装置可开启部分产生的风阻增量，为控制参数；

步骤4，对每一台可调节的风机i，建立以下三个风机多参数性能曲线：

1)风压-(叶片角度，转速，风量)曲线：

$h_i^f=h_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)=A_h\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i^2+n_i{B}_h\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i+n_i^2{C}_h\left({\mathrm{\θ}}_i\right)$

其中：

—风机i的风压；

n_i—风机i的转速；

q_i—风机i的风量；

θ_i—风机i的动叶角度；

A_h,B_h和C_h—风机i的转速为1时，风机i的风压-风量特性曲线系数；

2)效率-(叶片角度，转速，风量)曲线

${\mathrm{\η}}_i^f={\mathrm{\η}}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)=n_i^{-2}{A}_{\mathrm{\η}}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i^2+n_i^{-1}{B}_{\mathrm{\η}}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i+C_{\mathrm{\η}}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)$

其中，—风机i的效率

3)功率-(叶片角度，转速，风量)曲线

$P_i(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)=C_i^f{q}_i{h}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)/{\mathrm{\η}}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)$

其中，P_i(n_i,θ_i,q_i)—风机i的功率；

—风机i的功率系数，与量刚有关；

对于上述三个风机多参数性能曲线：

当安装的风机为变频调速风机，即：仅具有调速功能、不具有动叶角度调节功能时，风机i的动叶角度θ_i为固定常数值，转速n_i为变量；

当安装的风机为仅具有动叶角度调节功能、不具有调速功能时，风机i的转速n_i为固定常数值、风机i的动叶角度θ_i为变量；

当安装的风机同时具有动叶角度调节功能和调速功能时，风机i的动叶角度θ_i和风机i的转速n_i均为变量；

此处需要强调的是，本发明所建立的三个风机多参数性能曲线，与现有技术中已有的风机性能曲线具有显著区别。

现有技术中，以风机风压性能曲线为例，其仅为风压和风量的曲线关系，也就是说，现有的风机风压性能曲线，仅有两个变量，即：风压和风量，具有风机可调参数少、风机调节性能有限的不足。而本发明人经常大量试验和理论推导，发现了影响风机风压和风量关系的其他参数及表现形式，即：叶片角度和转速，从而建立了具有多个可调参数的风机多参数性能曲线，从而提高风机性能调节范围和精度。

步骤5，在步骤1、2、3、4的基础上，建立如下的风机-系统联合调节非线性规划模型：

$\min F=\underset{i\∈E_1}{\mathrm{\Σ}}{C}_i^f{q}_i{h}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)/{\mathrm{\η}}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)+M\underset{i\∈E_2}{\mathrm{\Σ}}{(q_i-q_i^0)}^2$

约束条件为：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{j\∈E_3}{\mathrm{\Σ}}{b}_{\mathrm{kj}}[(R_j^{F0}+R_j^{T0}+y_j){\left|q_j\right|}^{{\mathrm{\σ}}_j-1}{q}_j-h_j^f(n_j,{\mathrm{\θ}}_j,q_j)-h_t\left(j\right)]+\\ \underset{j\∈E-E_3}{\mathrm{\Σ}}{b}_{\mathrm{kj}}[R_j^{F0}+R_j^{T0}{\left|q_j\right|}^{{\mathrm{\σ}}_j-1}{q}_j-h_j^f(n_j,{\mathrm{\θ}}_j,q_j)-h_t\left(j\right)]={\mathrm{\γ}}_k,k\∈I\\ q_j=\underset{k\∈I}{\mathrm{\Σ}}{b}_{\mathrm{kj}}{q}_k+q_j^0,j\∈E-I\\ 0\≤y_j\≤{y_j}^1,j\∈E_3\\ {\mathrm{\θ}}_j^0\≤{\mathrm{\θ}}_j\≤{\mathrm{\θ}}_j^1,j\∈E_1\\ {n_j}^0\≤n_j\≤{n_j}^1,j\∈E_1\end{array}\right.$

其中：

F—目标函数；以控制时期整个通风系统动力消耗最小、各需风风道的需风量与调节风量差平方和最小为目标；

M—惩罚因子；

—风道i的需风量；

γ_k—由基本回路的风压平衡方程推导出来的右侧常数项，通常为0；

b_kj—独立回路矩阵系数；

σ_j—风道j中风流的流态指数；

h_t(j)—风道j的自然风压；

y_j—风道j的风阻调节增量，与含义相同，此处代表未知控制量；

y_j ¹—风道j的风阻调节上限；

和—风机j的动叶角度的调节下限和上限；

n_j ⁰和n_j ¹—风机j转速调节的下限和上限；

在上述风机-系统联合调节非线性规划模型中，各调节风道的风阻调节增量y为控制参数；调节风机的动叶角度θ和/或调节风机转速n为控制参数，此处，如果风机为变频调速风机，则仅转速n为控制参数；如果风机为动叶角度调节风机，则仅动叶角度θ为控制参数；如果风机同时具有动叶角度调节功能和调速功能时，则转速n和动叶角度θ均为控制参数；

除上述控制参数之外，其他所有参数均为已知固定值，通过求解该非线性规划模型，计算出通风系统的最优调节方案，即：在最大限度地满足需风要求、并使总功率消耗最小、各种控制参数可实施的情况下，计算得到各调节风道的控制参数，包括：风阻调节增量y，还包括，调节风机的动叶角度θ和/或调节风机转速n。

优选的，所述Ⅰ类风道为：风机所在风井，或者，辅助风机所在增压风道，或者，局部风机所在的虚拟风筒风道；

所述Ⅱ类风道为：回采工作面所在风道，或者，采场所在风道，或者，掘进工作面所在风道，或者，硐室所在风道，或者，需要密闭区所在风道，或者，均压区所在风道；

所述Ⅲ类风道中所安装的所述风阻调节装置，包括：调节风门或调节风窗。

优选的，所述调节风门为：百叶窗式调节风门、推拉式调节风门或卷帘门式调节风门；

所述调节风窗为：百叶窗式调节风窗、推拉式调节风窗或卷帘门式调节风窗。

优选的，惩罚因子M取值为10⁸。

优选的，在步骤5之后，在求解出各调节风道的风阻调节增量y之后，还包括：

步骤6：针对调节风道j安装的风阻调节装置，通过实测建立风阻调节装置的开启面积和风阻调节增量y_j之间的精确计算关系，即：确定下式中的C_j：

$S_j^w=\frac{S_j}{1+C_j{S}_j\sqrt{(R_j^{T0}+y_j)}}$

其中，C_j为风阻调节系数，为常量；S_j为风道断面面积，对于每条风道，为固定已知值；

步骤7，在确定C_j后，将步骤5计算得到的风阻调节增量y_j代入上式，计算得到风阻调节装置的开启面积的值。

本发明提供的矿井通风系统的联合优调优控方法，具有以下优点：

本发明能够根据矿井通风系统拓扑结构、根据指定的需风风道的需风要求和系统可调参数，适时计算出通风系统的最优调节方案，即：在最大限度地满足需风要求、并使总功率消耗最小、各种控制参数可实施的目标下，计算出风机控制参数和调节风道的调节参数；并发布调节和控制命令完成矿井通风系统的在线最优调节，从而实现风机和风网的联合调节，保证矿井通风系统的按时按需低功耗最优供风。

附图说明

图1为本发明提供的用于优化调控计算的通风系统网络图的具体示例图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

步骤1，建立完整的矿井通风系统网络拓扑结构图并编号，形成用于优化调控计算的通风系统网络图；

如图1所示，为得到的通风系统网络图的具体示例，由图1可以看出，该通风系统共有11条风道，根据各自的用途，将风道划分四类。

此处，Ⅰ类风道为：风道11；Ⅱ类风道为：风道4、7和9；Ⅲ类风道为风道5、7和9；其余风道均为Ⅳ类风道，即：风道1、2、3、6、8、10。

步骤2，由于通风系统共有11条风道，8个节点，因此，共有11-8+1＝4个独立回路。选择风道4、5、7、9为独立风道，得到以下的4行11列的基本回路矩阵为：

$B={\left[b_{\mathrm{kj}}\right]}_{4\×11}=\left[\begin{array}{ccccccccccc}1& 1& 1& 1& & 1& & 1& & 1& 1\\ 1& 1& 1& & 1& 1& & 1& & 1& 1\\ 1& 1& & & & & 1& 1& & 1& 1\\ 1& & & & & & & & 1& 1& 1\end{array}\right];$

则可知各类风道集合分别为：

E＝{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}，E₁＝{11}，I＝{4,5,7,9}，E₂＝{4,7,9}，E₃＝{5,7,9}

步骤3，对于风道5、7、9中任意一个调节风道，记为调节风道j，将调节风道j的总风阻R_j分解为：

$R_j=R_j^{F0}+R_j^{T0}+R_j^T$

其中：

—调节风道j的基础风阻，为已知值；

—调节风道j的风阻调节装置不可开启部分产生的局部固定风阻，为已知值；

—调节风道j的风阻调节装置可开启部分产生的风阻增量，为控制参数；

步骤4，对每一台可调节的风机i，为简化说明，本例中，以风机为变频调速风机为例进行说明，则建立以下三个风机多参数性能曲线：

1)风压-(转速，风量)曲线：

$h_{11}^f=h_{11}^f(n_{11},q_{11})=-0.09921q_{11}^2+0.00179064n_{11}{q}_{11}+0.00241121n_{11}^2$

2)效率-(转速，风量)曲线：

${\mathrm{\η}}_{11}^f={\mathrm{\η}}_{11}^f(n_{11},q_{11})=-5787.068n_{11}^{-2}{q}_{11}^2+1820.44n_{11}^{-1}{q}_{11}-53.242$

3)由于本例采用的是工程单位制，因此得到风机11的输入功率计算公式为：

$P_{11}(n_{11},q_{11})=0.00981q_{11}{h}_{11}^f(n_{11},q_{11})/{\mathrm{\η}}_{11}^f(n_{11},q_{11})$

步骤5，在步骤1、2、3、4的基础上，建立如下的风机-系统联合调节非线性规划模型：

$\min F=\underset{i\∈E_1}{\mathrm{\Σ}}{C}_i^f{q}_i{h}_i^f(n_i,q_i)/{\mathrm{\η}}_i^f(n_i,q_i)+M\underset{i\∈E_2}{\mathrm{\Σ}}{(q_i-q_i^0)}^2$

约束条件为：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{j\∈E_3}{\mathrm{\Σ}}{b}_{\mathrm{kj}}[(R_j^{F0}+R_j^{T0}+y_j){\left|q_j\right|}^{{\mathrm{\σ}}_j-1}{q}_j-h_j^f(n_j,q_j)-h_t\left(j\right)]+\\ \underset{j\∈{E-E}_3}{\mathrm{\Σ}}{b}_{\mathrm{kj}}[R_j^{F0}+R_j^{T0}{\left|q_j\right|}^{{\mathrm{\σ}}_j-1}{q}_j-h_j^f(n_j,q_j)-h_t\left(j\right)]={\mathrm{\γ}}_k,k\∈I\\ q_j=\underset{k\∈I}{\mathrm{\Σ}}{b}_{\mathrm{kj}}{q}_k+q_j^0,j\∈E-I\\ 0\≤y_j\≤{y_j}^1,j\∈E_3\\ {n_j}^0\≤n_j\≤{n_j}^1,j\∈E_1\end{array}\right.$

其中：目标方程为：以各调节风道风阻增量、调节风机转速为控制参数，以控制时期各需风风道的需风量与调节风量差平方和以及整个通风系统动力消耗最小为目标。

上述的第1个约束条件为基本回路的风压平衡定律方程；第2个约束条件为流量平衡定律；

初始设置以下参数值：

y_j ¹＝1000(j∈E₃),n_j ⁰＝800,n_j ¹＝3000(j∈E₁)；

${\mathrm{\σ}}_j=2(j\∈E),{\mathrm{\γ}}_k=0(k\∈I),q_j^0=0(j\∈E-I)$

并且，还已知以下基础数据：

将上述各已知值代入风机-系统联合调节非线性规划模型，进行求解，可计算得到在最大限度地满足需风要求、并使总功率消耗最小、各种控制参数可实施的情况下，各调节风道的风阻调节增量y，调节风机的转速n。

在得到各调节风道的风阻调节增量y后，通过实测建立风阻调节装置的开启面积和风阻调节增量y_j之间的精确计算关系，从而确定各调节风道的C_j，进而计算得到风阻调节装置的开启面积最终计算结果见表2：

表2示例的全局优调优控计算结果

由表2可知，只需将风道5、7和9中调节风门中的风窗面积分别开启到2.26328m²、4.26557m²和4.80425m²，将风道11中的风机的转速调到1420r/min。这时，需风风道4、7和9的供风量正好满足12.835m³/s、45.384m³/s和158.496m³/s，即，完全满足了表1中的需风量要求。而且不难验证，此时的风机转速是系统在满足需风要求的条件下，功率消耗最小的转速。

另外，实际应用中，在计算得到调节风门的风窗开启面积之后，还可以进一步计算得到风窗的调节量，例如：对百叶窗式调节风窗，可进一步计算得到百叶窗调节角度；对于推拉式调节风窗，可进一步计算得到推拉风窗的开启宽度；对于卷帘式调节风窗，可进一步计算得到卷帘的开启高度等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种矿井通风系统的联合优调优控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据矿井通风系统调控目的，将风道划分为四类，分别为Ⅰ类风道、Ⅱ类风道、Ⅲ类风道和Ⅳ类风道；其中，Ⅰ类风道、Ⅱ类风道和Ⅲ类风道为控制风道；Ⅳ类风道为非控制风道；具体的，Ⅰ类风道为风机所在风道；Ⅱ类风道为需风风道；Ⅲ类风道为安装有风阻调节装置的调节风道；

然后，建立完整的矿井通风系统网络拓扑结构图并编号，形成用于优化调控计算的通风系统网络图；

步骤2，设所述通风系统共有n条风道，m个独立回路；则对所述通风系统网络图的n条风道由1开始进行编号，由此得到m行n列的基本回路矩阵其中，b_kj为独立回路矩阵系数；

此处，令E代表所有风道的集合；令I代表独立回路对应的风道集；令E₁代表Ⅰ类风道的集合；令E₂代表Ⅱ类风道的集合；令E₃代表Ⅲ类风道的集合；

步骤3，对于Ⅲ类风道集合E₃中的任意一个调节风道，记为调节风道j，将调节风道j的总风阻R_j分解为：

$R_j=R_j^{F0}+R_j^{T0}+R_j^T$

其中：

—调节风道j的基础风阻，为已知值；

—调节风道j的风阻调节装置不可开启部分产生的局部固定风阻，为已知值；

—调节风道j的风阻调节装置可开启部分产生的风阻增量，为控制参数；

步骤4，对每一台可调节的风机i，建立以下三个风机多参数性能曲线：

1)风压关于叶片角度、转速和风量的曲线：

$h_i^f=h_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)=A_h\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i^2+n_i{B}_h\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i+n_i^2{C}_h\left({\mathrm{\θ}}_i\right)$

其中：

—风机i的风压；

n_i—风机i的转速；

q_i—风机i的风量；

θ_i—风机i的动叶角度；

A_h,B_h和C_h—风机i的转速为1时，风机i的风压-风量特性曲线系数；

2)效率关于叶片角度、转速和风量的曲线

${\mathrm{\η}}_i^f={\mathrm{\η}}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)=n_i^{-2}{A}_{\mathrm{\η}}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i^2+n_i^{-1}{B}_{\mathrm{\η}}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)q_i+C_{\mathrm{\η}}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)$

其中，—风机i的效率

3)功率关于叶片角度、转速和风量的曲线

$P_i(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)=C_i^f{q}_i{h}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)/{\mathrm{\η}}_i^f(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i)$

其中，P_i(n_i,θ_i,q_i)—风机i的功率；

—风机i的功率系数，与量刚有关；

对于上述三个风机多参数性能曲线：

当安装的风机为变频调速风机，即：仅具有调速功能、不具有动叶角度调节功能时，风机i的动叶角度θ_i为固定常数值，转速n_i为变量；

当安装的风机为仅具有动叶角度调节功能、不具有调速功能时，风机i的转速n_i为固定常数值、风机i的动叶角度θ_i为变量；

当安装的风机同时具有动叶角度调节功能和调速功能时，风机i的动叶角度θ_i和风机i的转速n_i均为变量；

步骤5，在步骤1、2、3、4的基础上，建立如下的风机-系统联合调节非线性规划模型：

$\min F=\underset{i\∈E_1}{\mathrm{\Σ}}{C}_i^f{q}_i{h}_i^f\left(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i\right)/{\mathrm{\η}}_i^f\left(n_i,{\mathrm{\θ}}_i,q_i\right)+M\underset{i\∈E_2}{\mathrm{\Σ}}{\left(q_i-q_i^0\right)}^2$

约束条件为：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{j\∈E_3}{\mathrm{\Σ}}{b}_{kj}\[(R_j^{F0}+R_j^{T0}+y_j)|q_j{|}^{{\mathrm{\σ}}_j-1}{q}_j-h_j^f(n_j,{\mathrm{\θ}}_j,q_j)-h_t\left(j\right)\]+\\ \underset{j\∈E-E_3}{\mathrm{\Σ}}{b}_{kj}\[R_j^{F0}+R_j^{T0}|q_j{|}^{{\mathrm{\σ}}_j-1}{q}_j-h_j^f(n_j,{\mathrm{\θ}}_j,q_j)-h_t\left(j\right)\]={\mathrm{\γ}}_k,k\∈I\\ q_j=\underset{k\∈I}{\mathrm{\Σ}}{b}_{kj}{q}_k+q_j^0,j\∈E-I\\ 0\≤y_j\≤{y_j}^1,j\∈E_3\\ {\mathrm{\θ}}_j^0\≤{\mathrm{\θ}}_j\≤{\mathrm{\θ}}_j^1,j\∈E_1\\ {n_j}^0\≤n_j\≤{n_j}^1,j\∈E_1\end{array}\right.$

其中：

F—目标函数；以控制时期整个通风系统动力消耗最小、各需风风道的需风量与调节风量差平方和最小为目标；

M—惩罚因子；

—风道i的需风量；

γ_k—由基本回路的风压平衡方程推导出来的右侧常数项，通常为0；

b_kj—独立回路矩阵系数；

σ_j—风道j中风流的流态指数；

h_t(j)—风道j的自然风压；

y_j—风道j的风阻调节增量，与含义相同，此处代表未知控制量；

y_j ¹—风道j的风阻调节上限；

和—风机j的动叶角度的调节下限和上限；

n_j ⁰和n_j ¹—风机j转速调节的下限和上限；

在上述风机-系统联合调节非线性规划模型中，各调节风道的风阻调节增量y为控制参数；调节风机的动叶角度θ和/或调节风机转速n为控制参数，此处，如果风机为变频调速风机，则仅转速n为控制参数；如果风机为动叶角度调节风机，则仅动叶角度θ为控制参数；如果风机同时具有动叶角度调节功能和调速功能时，则转速n和动叶角度θ均为控制参数；

除上述控制参数之外，其他所有参数均为已知固定值，通过求解该非线性规划模型，计算出通风系统的最优调节方案，即：在最大限度地满足需风要求、并使总功率消耗最小、各种控制参数可实施的情况下，计算得到各调节风道的控制参数，包括：风阻调节增量y，还包括，调节风机的动叶角度θ和/或调节风机转速n。

2.根据权利要求1所述的矿井通风系统的联合优调优控方法，其特征在于，所述Ⅰ类风道为：风机所在风井，或者，辅助风机所在增压风道，或者，局部风机所在的虚拟风筒风道；

所述Ⅱ类风道为：回采工作面所在风道，或者，采场所在风道，或者，掘进工作面所在风道，或者，硐室所在风道，或者，需要密闭区所在风道，或者，均压区所在风道；

所述Ⅲ类风道中所安装的所述风阻调节装置，包括：调节风门或调节风窗。

3.根据权利要求2所述的矿井通风系统的联合优调优控方法，其特征在于，所述调节风门为：百叶窗式调节风门、推拉式调节风门或卷帘门式调节风门；

所述调节风窗为：百叶窗式调节风窗、推拉式调节风窗或卷帘门式调节风窗。

4.根据权利要求1所述的矿井通风系统的联合优调优控方法，其特征在于，惩罚因子M取值为10⁸。

5.根据权利要求1所述的矿井通风系统的联合优调优控方法，其特征在于，在步骤5之后，在求解出各调节风道的风阻调节增量y之后，还包括：

步骤6：针对调节风道j安装的风阻调节装置，通过实测建立风阻调节装置的开启面积和风阻调节增量y_j之间的精确计算关系，即：确定下式中的C_j：

$S_j^w=\frac{S_j}{1+C_j{S}_j\sqrt{(R_j^{T0}+y_j)}}$

其中，C_j为风阻调节系数，为常量；S_j为风道断面面积，对于每条风道，为固定已知值；

步骤7，在确定C_j后，将步骤5计算得到的风阻调节增量y_j代入上式，计算得到风阻调节装置的开启面积的值。