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簡介:空心陰極HCD離子鍍是基于材料表面處理的一種鍍膜技術(shù)。其生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜,要求控制的參數(shù)眾多,同時(shí)被控對象存在耦合、非線性和時(shí)變特性,無法建立精確的數(shù)學(xué)模型,難以通過常規(guī)控制方法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程穩(wěn)定化控制。據(jù)此,將先進(jìn)控制理論、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)應(yīng)用到HCD離子鍍生產(chǎn)過程,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程綜合自動(dòng)化,對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著極其重要的意義。同時(shí)也為其他離子鍍設(shè)備計(jì)算機(jī)開發(fā)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。論文詳細(xì)介紹了HCD離子鍍生產(chǎn)過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)的方法。在分析HCD離子鍍機(jī)理的基礎(chǔ)上,探討了溫度、氣體N2、AR流量以及真空度對離子鍍質(zhì)量的影響,分析了影響離子鍍溫度、氣體N2、AR流量和真空度的主要因素。以對離子鍍溫度有直接影響的基體偏壓為被控對象,引入一種改進(jìn)的模糊控制算法;以氣體N2、AR流量為控制對象,引入變比值雙閉環(huán)控制系統(tǒng);以羅茨泵為控制對象,利用變頻器,通過調(diào)節(jié)羅茨泵的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)爐子真空度的控制。針對HCD離子鍍特點(diǎn)設(shè)計(jì)了其生產(chǎn)過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。利用WINCC組態(tài)軟件,開發(fā)了離子鍍生產(chǎn)過程的監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)過調(diào)試,系統(tǒng)已投入使用,現(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果表明系統(tǒng)穩(wěn)定性好,可靠性高,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。
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簡介:PIERCESMITHPS轉(zhuǎn)爐銅锍吹煉是從含鐵、硫等多種雜質(zhì)的銅锍中提取粗銅的常用冶金方法。吹煉過程是一個(gè)間歇式的高溫、多相熔池反應(yīng)過程,具有強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)變化特征,難以確定吹煉過程的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn),從而使基于靜態(tài)模型的操作優(yōu)化方法不能對銅锍吹煉過程進(jìn)行有效的優(yōu)化控制。同時(shí),由于過程關(guān)鍵工藝參數(shù)難以實(shí)時(shí)檢測,造成基于檢測信息的預(yù)測控制等方法也不再適用。目前,吹煉過程的操作由工人依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,不僅容易造成生產(chǎn)中工藝指標(biāo)波動(dòng)較大,而且難以保證吹煉過程的優(yōu)化運(yùn)行,因此研究銅锍吹煉過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法,對于實(shí)現(xiàn)銅锍吹煉過程的節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),以及實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。論文在深入研究銅锍吹煉機(jī)理的基礎(chǔ)上,依據(jù)冶金反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理,建立了銅锍吹煉過程的非線性反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上提出基于生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)反饋校正的銅锍吹煉過程動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方案,并將其應(yīng)用于銅锍吹煉過程的優(yōu)化控制指導(dǎo)決策系統(tǒng)中,取得了明顯的成效。論文主要研究工作及創(chuàng)新性成果如下1在對PS轉(zhuǎn)爐銅锍吹煉過程進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,提出了基于生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)反饋校正的銅锍吹煉過程動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方案。該方案首先基于動(dòng)態(tài)最優(yōu)模型求得最優(yōu)控制律。為消除生產(chǎn)過程中的擾動(dòng),以及其它不確定因素所帶來的影響,引入基于生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)的反饋調(diào)整機(jī)制,其中反饋信息由軟測量模型根據(jù)進(jìn)出轉(zhuǎn)爐的物料計(jì)算得到,智能控制單元根據(jù)反饋的質(zhì)量信息和期望的質(zhì)量目標(biāo)間的偏差對最優(yōu)控制律進(jìn)行補(bǔ)償修正。而動(dòng)態(tài)最優(yōu)模型中狀態(tài)變量的初值、控制變量的邊界,以及終端時(shí)間由參數(shù)初始化計(jì)算模型計(jì)算獲得。2通過研究銅锍吹煉過程的反應(yīng)機(jī)理,根據(jù)冶金反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理,建立了銅锍吹煉過程造渣期和造銅期的非線性反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,為銅锍吹煉過程的優(yōu)化控制奠定了基礎(chǔ)。論文采用現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)對建立的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),并與實(shí)際檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明上述兩組模型均能有效地描述吹煉過程中銅锍組份及溫度隨時(shí)間變化的過程,計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。3在參數(shù)初始化計(jì)算模型中,針對動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型的終端時(shí)間設(shè)置問題,提出了基于簡約模糊最小二乘支持向量機(jī)的吹煉終點(diǎn)預(yù)測方法,該方法通過對建模樣本模糊化、核矩陣簡約化,以及采用核偏最小二乘法辨識(shí)最小二乘支持向量機(jī)回歸參數(shù)的方法,有效地提高了最小二乘支持向量機(jī)的抗噪性,從而使預(yù)測結(jié)果的相對均方根誤差保持在4%以下,符合生產(chǎn)操作的精度要求。另外,為計(jì)算動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型的狀態(tài)初值和冷料加入量的調(diào)節(jié)范圍,采用線性規(guī)劃方法建立了冷料添加總量的優(yōu)化配比計(jì)算模型,從而可根據(jù)現(xiàn)場冷料備料情況對冷料裝入總量進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的對比表明該配比模型計(jì)算準(zhǔn)確有效。4利用滾動(dòng)計(jì)算方法,在多相多組份平衡計(jì)算的基礎(chǔ)上,建立了銅锍硅鐵比和溫度的軟測量模型。仿真實(shí)驗(yàn)表明軟測量模型計(jì)算準(zhǔn)確,軟測量結(jié)果的相對均方根誤差低于1%,符合優(yōu)化控制系統(tǒng)的要求。5提出了基于爐況綜合判斷模型的智能補(bǔ)償控制方法。該方法依據(jù)軟測量模型提供的爐況信息,利用爐況綜合判斷模型計(jì)算生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)與期望目標(biāo)之間的偏差,若偏差過大,由智能控制單元根據(jù)建立的熔劑模糊調(diào)整規(guī)則和冷料專家控制規(guī)則,分別對熔劑和冷料的添加率進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整。實(shí)際應(yīng)用效果表明,該智能補(bǔ)償控制方法有效地提高了動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制系統(tǒng)的魯棒性。6設(shè)計(jì)并開發(fā)了銅锍吹煉過程的優(yōu)化控制指導(dǎo)決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)建立在吹煉過程動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方案基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了銅锍吹煉過程的優(yōu)化。系統(tǒng)投入運(yùn)行后,穩(wěn)定了銅锍吹煉產(chǎn)品的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)了吹煉過程的節(jié)能降耗。吹煉過程中,轉(zhuǎn)爐渣中硅含量被控制在21%左右,并且使平均每爐的冷料處理量增加了7%左右,而平均每爐的富氧消耗總量節(jié)約9%左右?,F(xiàn)場應(yīng)用效果表明,本文提出的動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方案具有較強(qiáng)的實(shí)用性,易于在類似的冶金生產(chǎn)過程中推廣。
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簡介:該論文介紹了除塵技術(shù)的基本概念及目前水泥行業(yè)普遍使用的電除塵器的基本結(jié)構(gòu)和基本原理以及德國西門子S7200的基本結(jié)構(gòu)詳細(xì)闡述了可編程控制器在增濕塔自控系統(tǒng)中的應(yīng)用以及自控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)另外介紹了增濕塔噴霧自控系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)及增濕塔在實(shí)際水泥工業(yè)中的應(yīng)用效果在該自控系統(tǒng)的硬件電氣中詳細(xì)介紹了水路的構(gòu)成及工作原理排放煙塵的溫度檢測及控制防磨損快速響應(yīng)的熱電偶的采用遠(yuǎn)程上位機(jī)控制及外部接線端子并給出了內(nèi)部硬件電氣原理圖在系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)部分詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型的確定控制算法的確定與實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主程序流程圖并詳細(xì)介紹了具有代表特色的子程序、中斷程序另外還介紹了PLC編程軟件STEP7MCROWIN通過使用PLC使該自控系統(tǒng)可以完成如下功能適用于溫度及煙塵量變化快、控制過程難以操作的場合通過溫控表自動(dòng)跟蹤增濕塔出口溫度誤差達(dá)到±3℃以內(nèi)通過自動(dòng)噴霧來降低粉塵比電阻以此充分發(fā)揮電收塵器的作用由于采取了閉環(huán)反饋回路達(dá)到了響應(yīng)速度快恒溫控制精度高通過使用各種檢測傳感器使得異常情況泄水快該自控系統(tǒng)具有多套控制參數(shù)增濕塔出口控制溫度及調(diào)節(jié)閥下限值可通過按鍵設(shè)定可與上位機(jī)通訊具有現(xiàn)控遠(yuǎn)控功能
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簡介:在啤酒生產(chǎn)過程中啤酒酵母的良種選育和擴(kuò)大培養(yǎng)對保持啤酒質(zhì)量穩(wěn)定、口味純正起著決定性的作用隨著中國啤酒生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平的不斷提高啤酒酵母的擴(kuò)培就成為保持菌株純化繁殖、縮短繁殖時(shí)間、滿足發(fā)酵生產(chǎn)需求的重要環(huán)節(jié)該文在分析研究了國內(nèi)外連續(xù)過程控制及控制方法的研究成果基礎(chǔ)上結(jié)合啤酒酵母擴(kuò)培過程的控制要求根據(jù)擴(kuò)培系統(tǒng)組成和擴(kuò)培工藝過程特點(diǎn)對擴(kuò)培過程溫度控制方法進(jìn)行了多方案分析及仿真研究針對一種采用國際先進(jìn)擴(kuò)培工藝的密閉連續(xù)式啤酒酵母擴(kuò)培系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)了采用變結(jié)構(gòu)模糊控制方法的智能溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用于YCC1型啤酒酵母擴(kuò)培自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了模糊控制方法在啤酒酵母擴(kuò)培過程自動(dòng)控制中的實(shí)際工程應(yīng)用控制效果良好在上述研究工作和實(shí)際工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出了通過建立啤酒酵母擴(kuò)培過程的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對擴(kuò)培過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測的方法為實(shí)現(xiàn)擴(kuò)培過程智能化程度更高的控制提供了理論模型和控制方法
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簡介:我國赤鐵礦資源豐富,卻品位較低,且選別難度大,強(qiáng)磁選是普遍采用的對赤鐵礦進(jìn)行選別的方法之一。強(qiáng)磁選過程主要任務(wù)是將經(jīng)磨礦工序磨好的粒度合格的礦漿通過磁選機(jī)選別為品位合格的精礦礦漿和尾礦礦漿。強(qiáng)磁選過程的精礦品位、尾礦品位難以在線檢測,它們與沖礦漂洗水、勵(lì)磁電流、給礦濃度之間存在強(qiáng)耦合、強(qiáng)非線性等特性,難以用精確的數(shù)學(xué)模型描述,而且隨給礦品位、給礦粒度、礦石可選性、給礦量等的波動(dòng)而變化。強(qiáng)磁選過程的精礦品位、尾礦品位是衡量產(chǎn)品質(zhì)量和金屬回收率的重要指標(biāo),將精礦品位和尾礦品位控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)具有重要意義。在此背景下,并依托東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展973計(jì)劃項(xiàng)目“基于具有安全性、協(xié)同性、易用性的一體化控制軟件的若干技術(shù)”,本文在深入研究強(qiáng)磁選過程優(yōu)化控制算法及軟件的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并開發(fā)了強(qiáng)磁選過程優(yōu)化控制軟件。本文主要完成了如下工作1提出引入預(yù)報(bào)模塊的混合智能優(yōu)化控制方法,該混合智能優(yōu)化控制方法的設(shè)定層由粗選漂洗水流量、一掃漂洗水流量、二掃漂洗水流量、粗選勵(lì)磁電流、掃選勵(lì)磁電流和掃選給礦濃度的預(yù)設(shè)定模型、品位預(yù)報(bào)模型、前饋補(bǔ)償器和反饋補(bǔ)償器構(gòu)成。通過預(yù)設(shè)定品位預(yù)報(bào)補(bǔ)償校正控制回路的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對強(qiáng)磁選過程的優(yōu)化控制,從而保證精礦品位和尾礦品位控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)。2設(shè)計(jì)了強(qiáng)磁選過程混合智能控制軟件的總體結(jié)構(gòu)及功能,主要包括該軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、算法模塊設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)計(jì)。強(qiáng)磁選過程混合智能控制軟件的結(jié)構(gòu)由表現(xiàn)層、邏輯層和數(shù)據(jù)層組成。功能模塊主要包括通訊模塊、工況識(shí)別模塊、控制模塊、組態(tài)模塊和離線設(shè)計(jì)模塊等。3開發(fā)了強(qiáng)磁選過程運(yùn)行優(yōu)化控制軟件。用MATLAB編寫了優(yōu)化設(shè)定模塊、品位預(yù)報(bào)模塊、反饋模塊和前饋模塊的算法,并將算法封裝,其輸入輸出變量嵌入運(yùn)行優(yōu)化控制軟件。軟件不僅將模塊組態(tài)化,還能夠顯示強(qiáng)磁選過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、趨勢圖、數(shù)據(jù)庫等多種信息,且具有左右鍵功能等簡單易操作性。即為以選礦為背景的科研工作者提供了有效的運(yùn)行控制軟件。
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簡介:聲一R/尸本人鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文,是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名縫日期W/∽10關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)的說明本人完全了解太原理工大學(xué)有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定,其中包括①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件;②學(xué)??梢圆捎糜坝 ⒖s印或其它子復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文;⑧學(xué)校可允許學(xué)位論文被查閱或借閱;④學(xué)??梢詫W(xué)術(shù)交流為目的,復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文;⑤學(xué)??梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定。作者簽名柏津靈日期砂,Z∽導(dǎo)師簽名整查坐ETA垌力【Z、易,F(xiàn)護(hù)太原理J人學(xué)博十研究生學(xué)位論文IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII\21561281灰色模糊PID算法在煤泥水絮凝沉降過程控制中的應(yīng)用研究摘要煤泥水處理是選煤廠非常重要的工藝環(huán)節(jié),其處理效果直接影響洗水復(fù)用與閉路循環(huán)的指標(biāo),而且對選煤廠其他環(huán)節(jié)如分選效率、產(chǎn)品的數(shù)質(zhì)量指標(biāo)等都影響很大,甚至是制約全廠經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的一個(gè)重要系統(tǒng)。因此,如何處理好煤泥水一直是國內(nèi)外選煤界非常重視的研究內(nèi)容。在煤泥水處理過程中實(shí)現(xiàn)有效的絮凝沉降是保證循環(huán)水質(zhì)量的重要條件,但目前國內(nèi)仍有許多選煤』一主要靠人工調(diào)節(jié)絮凝劑的添加量,導(dǎo)致循環(huán)水濁度不穩(wěn)定。部分選煤廠雖己實(shí)現(xiàn)藥劑自動(dòng)添加,但對于絮凝沉降過程的復(fù)雜性,尤其是具有大慣性、大滯后的特點(diǎn),均未能給出針對性的控制策略。因此,研究先進(jìn)的控制方法,改善控制效果,對選煤廠具有很重要的意義。本文主要做了以下幾方面的丁作1、通過對煤泥水性質(zhì)的測定,詳細(xì)分析了煤泥水的特點(diǎn)和難處理的原因;研究了煤泥水的沉降特性和影響煤泥水沉降的各種因素;分析了煤泥水絮凝沉降過程這樣一個(gè)復(fù)雜的受多因素影響的大慣性、大滯后和非線性過程目前在控制上存在的問題和難點(diǎn),如目前采用的控制算法對大滯后問題考慮不足,被控對象難以用精確的數(shù)學(xué)模型描述等。2、本文在前饋加反饋聯(lián)合控制的控制模式下,對如何克服系統(tǒng)大滯后的影響,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了重點(diǎn)研究,首先提出了一種沿濃縮機(jī)深度方向的三點(diǎn)式濁度分布檢測方法,用以替代在溢流總管上的濁度檢測,以T
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簡介:本論文以谷氨酸發(fā)酵為研究對象,在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)仿真對其發(fā)酵過程的優(yōu)化和控制進(jìn)行了研究。在利用谷氨酸棒桿菌S9114進(jìn)行谷氨酸發(fā)酵過程中,通過代謝網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算發(fā)現(xiàn),控制不同的RQ呼吸商水平與代謝通量在谷氨酸、乳酸和TCA循環(huán)三者之間的分配有密切的關(guān)系。因此,確立了基于RQ在線測量的平衡代謝控制策略,以達(dá)到調(diào)節(jié)TCA循環(huán)代謝通量,從而實(shí)現(xiàn)提高谷氨酸濃度、抑制代謝產(chǎn)物的目標(biāo)。通過分析RQ對于攪拌速度大輻階躍式變化的時(shí)間響應(yīng),我們發(fā)現(xiàn)對RQ的控制可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。為此我們通過轉(zhuǎn)速的PI反饋控制器來實(shí)現(xiàn)對RQ的控制,從而使TCA循環(huán)的代謝通量保持在一個(gè)合適的水平以實(shí)現(xiàn)谷氨酸發(fā)酵過程的優(yōu)化,但是,由于RQ和攪拌轉(zhuǎn)速之間存在著響應(yīng)滯后,RQ的控制性能還有待進(jìn)一步提高。為此,在取得基本數(shù)據(jù)后,在RQ與攪拌轉(zhuǎn)速有響應(yīng)關(guān)系的前提下,建立了攪拌轉(zhuǎn)速與RQ之間的動(dòng)力學(xué)模型,并用MATLAB軟件SIMPLEX單純型法法確定了方程參數(shù)。由于在發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中傳統(tǒng)的PI反饋控制對RQ的控制性能較差,因此我們建立了一個(gè)基于自回歸移動(dòng)平均模型的在線自適應(yīng)PI反饋控制器,試圖對發(fā)酵過程控制中的反饋控制器的控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),以適應(yīng)發(fā)酵過程時(shí)變性特征。通過計(jì)算機(jī)仿真發(fā)現(xiàn),在不考慮滯后時(shí),無論模型結(jié)構(gòu)是否發(fā)生變化,自適應(yīng)PI控制比傳統(tǒng)的PI控制的控制性能要好,并有不需要進(jìn)行人工整定PI控制參數(shù)的優(yōu)勢。
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簡介:論文針對兩種類型非線性過程控制系統(tǒng),分別提出了相應(yīng)的智能控制方法,并將其應(yīng)用于實(shí)際中。第一類被控系統(tǒng)為滯后時(shí)間小、響應(yīng)速度快(控制周期要求在200MS以內(nèi))的非線性過程控制系統(tǒng),這類系統(tǒng)的典型代表是焊管連續(xù)生產(chǎn)中焊接過程(對焊管采用直接高頻感應(yīng)加熱方式或直接電阻加熱方式)溫控系統(tǒng);第二類被控系統(tǒng)為大滯后(滯后時(shí)間≥10S)非線性過程控制系統(tǒng),其主要特點(diǎn)為滯后時(shí)間長、響應(yīng)速度慢,這類系統(tǒng)的典型代表是工業(yè)電阻加熱爐溫控系統(tǒng)。論文主要工作如下1)對智能控制理論及應(yīng)用的歷史和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,并指出了目前存在的問題和發(fā)展研究方向。2)針對第一類非線性過程控制系統(tǒng),提出了相應(yīng)的具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的模糊自適應(yīng)控制方法。其設(shè)計(jì)思想是將整個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成三級(jí)控制結(jié)構(gòu)(1)基本模糊控制級(jí)。為了滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制要求,基本模糊控制級(jí)采用模糊邏輯控制方式。(2)自適應(yīng)調(diào)整級(jí)。為了適應(yīng)被控系統(tǒng)參數(shù)時(shí)變情況,采用自適應(yīng)控制方式,定時(shí)在線調(diào)整模糊控制器參數(shù)。(3)過程狀態(tài)判別級(jí)。為了克服過程狀態(tài)變化(或不同實(shí)際工況)的影響,提高控制系統(tǒng)的魯棒性能,將過程狀態(tài)判斷作為輔助輸入量,根據(jù)系統(tǒng)所處過程狀態(tài),采用相應(yīng)的控制參數(shù)集。文中給出了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析,并進(jìn)行了控制仿真研究。3)針對第二類非線性過程控制系統(tǒng),提出了一種新型聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法,通過引入聯(lián)想記憶衰減因子,提高了對非線性系統(tǒng)的辨識(shí)能力。通過與ELMAN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法的仿真比較,說明新型聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法具有很好的動(dòng)態(tài)辨識(shí)能力和泛化能力。文中給出了學(xué)習(xí)算法的收斂性分析和的選取方法。4)針對第二類非線性過程控制系統(tǒng),提出了一種具有逆辨識(shí)結(jié)構(gòu)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。在這種控制方案中,采用三層模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器以實(shí)現(xiàn)控制前期快速響應(yīng)的需要;為了解決模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制后期的穩(wěn)態(tài)誤差,引入新型聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通過逆辨識(shí)方法,作為控制器來補(bǔ)償控制輸出。通過引入?yún)f(xié)調(diào)控制因子,用于調(diào)節(jié)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器的輸出使被控系統(tǒng)處于最佳控制狀態(tài)。文中給出了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和的選取方法。5)將提出的新型聯(lián)想記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法推廣到多輸入多輸出非線性系統(tǒng),得到了新型聯(lián)想記憶多輸入多輸出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)方法;將提出的具有逆辨識(shí)結(jié)構(gòu)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法經(jīng)過改造后推廣到多輸入多輸出非線性系統(tǒng),得到了新型多輸入多輸出模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦控制方法。針對雙輸入雙輸出非線性系統(tǒng)進(jìn)行了辨識(shí)仿真與解耦控制仿真研究。6)基于多年來對這兩類非線性過程控制系統(tǒng)進(jìn)行理論研究的體會(huì)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),作者對雙層卷焊管連續(xù)生產(chǎn)中焊接過程溫控系統(tǒng)、鍍鋅涂塑雙層卷焊管連續(xù)生產(chǎn)中預(yù)熱過程溫控系統(tǒng)和雙腔電阻加熱爐溫控系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析;采用所提出的模糊自適應(yīng)控制方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)與控制方法,對這三個(gè)系統(tǒng)分別進(jìn)行了實(shí)際控制,并收到了很好的應(yīng)用效果。計(jì)算機(jī)仿真研究和實(shí)際應(yīng)用表明,采用所提出的模糊自適應(yīng)控制方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)與控制方法,對這兩類非線性過程控制系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)與控制是有效的。
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簡介:計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用,使自動(dòng)控制領(lǐng)域發(fā)生著翻天覆地的變化。控制器技術(shù)的發(fā)展也從邏輯走向綜合,從單機(jī)走向網(wǎng)絡(luò)化。在具體項(xiàng)目實(shí)施中,就要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的控制器,合適的網(wǎng)絡(luò)以及符合要求的組態(tài)軟件系統(tǒng)以適應(yīng)自動(dòng)控制系統(tǒng)集成的需要。針對這一要求,本文首先分析了當(dāng)前過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn),根據(jù)需求方集成的要求選擇出以S7300PLC為主控器,在WINDOWS2000操作系統(tǒng)上以STEP7作為控制器編程軟件,以SIMATICWINCC60SQLSERVER2000為上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控軟件,來二次開發(fā)組態(tài)糖化部分自動(dòng)控制系統(tǒng),用和利時(shí)MACSVDCS來構(gòu)建發(fā)酵部分控制系統(tǒng),從而適應(yīng)構(gòu)建企業(yè)一體化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。DCS,PLC等設(shè)備在并入企業(yè)網(wǎng)及INTER過程中,OPC技術(shù)是解決這一關(guān)鍵問題廣泛采用的技術(shù)手段。傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)依然被廣泛使用,DCS與FCS集成具有廣泛的市場空間,DCS和PLC還可以通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,或者在DCS的上層LAN上實(shí)現(xiàn)兩者的互聯(lián)。
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簡介:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,引發(fā)了工業(yè)控制領(lǐng)域的深刻技術(shù)變革??刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)沿著網(wǎng)絡(luò)化、開放性方向發(fā)展將成為控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。近年來,工業(yè)以太網(wǎng)正成為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主流,由于采用相同的通信協(xié)議,能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的無縫連接。嵌入式技術(shù)的發(fā)展,特別是像ΜCOSII、VXWKS等嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的出現(xiàn),為以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制提供了簡潔可行的解決方案。本課題跟蹤了當(dāng)前工業(yè)以太網(wǎng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,在系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)前,結(jié)合系統(tǒng)的功能需求,對處理器、操作系統(tǒng)、協(xié)議棧和通信模式的選擇做了比較詳細(xì)的調(diào)研工作,力求設(shè)計(jì)出一個(gè)既能滿足當(dāng)前功能需求,又具有可擴(kuò)展性的以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。論文采用自底向上,從系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建到應(yīng)用程序開發(fā)的思路,詳細(xì)剖析了基于ARM處理器和ΜCOSII操作系統(tǒng)的多對象遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的構(gòu)建過程。論文先根據(jù)ARM控制器LPC2368片上資源和外圍接口特點(diǎn),設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)、串口通信電路以及各被控對象的控制電路,構(gòu)建了一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)通信功能的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。然后,在這個(gè)硬件平臺(tái)上移植了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)ΜCOSII,通過對ΜCTCPIP協(xié)議棧的深入分析,編寫了適合LPC2368內(nèi)置以太網(wǎng)控制模塊和外接PHY芯片DP83848I的以太網(wǎng)接口驅(qū)動(dòng)程序,在ΜCOSII中分層實(shí)現(xiàn)了精簡的協(xié)議棧ΜCTCPIP。在構(gòu)建好的系統(tǒng)軟件平臺(tái)上,根據(jù)ΜCOSII任務(wù)管理的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程PC機(jī)的通信和對各被控對象的控制。應(yīng)用程序采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,確保各個(gè)任務(wù)模塊的獨(dú)立性。采用VC設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程PC機(jī)監(jiān)控程序,實(shí)現(xiàn)對被控對象的實(shí)時(shí)監(jiān)控,監(jiān)控程序能對控制對象、控制算法、控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,并能繪制被控對象的實(shí)時(shí)控制曲線。本課題歷經(jīng)一年多的時(shí)間,對軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)和測試,基本實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于ARM處理器的多對象遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。結(jié)果表明系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性均能夠滿足設(shè)計(jì)要求,所構(gòu)建的嵌入式以太網(wǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)具有廣泛的通用性,也能適用于其他應(yīng)用任務(wù)的開發(fā)。本課題的設(shè)計(jì)既是對工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的初步探索,也為以后的設(shè)計(jì)提供了可借鑒的方法和思路。
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簡介:計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)飛速發(fā)展。當(dāng)前隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷普及,嵌入式應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域越來越廣泛和重要,尤其在遠(yuǎn)程醫(yī)療、安防等方面嵌入式系統(tǒng)充分顯示了其優(yōu)越性。在基于使機(jī)器人經(jīng)濟(jì)化、小型化、靈活化、可靠化、智能化的思想前提下,本文選取ARM9嵌入式處理器作為硬件平臺(tái)核心,以嵌入式LINUX操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái),采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法,實(shí)現(xiàn)了嵌入式移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制。本文先從總體上介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念和ARM系列嵌入式處理器的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。詳細(xì)介紹了S3C2410A芯片的結(jié)構(gòu)及特性,給出了FLASH、SDRAM、USB、網(wǎng)卡等具體器件的選型,并從嵌入式系統(tǒng)資源受限的特點(diǎn)講述如何建立嵌入式移動(dòng)機(jī)器人開發(fā)平臺(tái)。本文從嵌入式平臺(tái)的特點(diǎn)和移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的功能出發(fā),提出了基于ARM9處理器和LINUX操作系統(tǒng)的嵌入式移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的方案。著重研究了移動(dòng)機(jī)器人底層設(shè)備在LINUX系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)和移動(dòng)機(jī)器人與遠(yuǎn)程PC間的網(wǎng)絡(luò)通訊,實(shí)現(xiàn)了PC通過以太網(wǎng)對機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。最后,本文通過實(shí)驗(yàn)對移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制進(jìn)行了測試,測試結(jié)果表明機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定,驗(yàn)證了移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的可行性和正確性。
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簡介:本論文以多工序制造過程中的誤差流現(xiàn)象為研究對象,進(jìn)行了面向過程的質(zhì)量控制方法的研究。首先全面綜述了質(zhì)量控制與分析技術(shù)國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀,提出了面向過程的質(zhì)量控制技術(shù)與方法研究必將成為未來研究的重點(diǎn)。同時(shí)總結(jié)出傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方法和誤差流理論目前研究的不足,明確了論文的研究方向。然后對多工序制造過程的的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行了闡述,并分析了影響產(chǎn)品特征尺寸的因素,采用狀態(tài)空間方程建立誤差傳遞的基本模型。在分析過程中各種誤差源對產(chǎn)品影響的基礎(chǔ)上,確定了產(chǎn)品與制造系統(tǒng)之間明確的數(shù)學(xué)關(guān)系,得到模型中各項(xiàng)的具體結(jié)構(gòu)形式,分別建立了加工和裝配過程的三維誤差傳遞模型。為適應(yīng)質(zhì)量控制對象由產(chǎn)品轉(zhuǎn)向過程的趨勢,本文對多工序制造過程中的質(zhì)量穩(wěn)定性問題進(jìn)行了研究。在誤差傳遞模型基礎(chǔ)上得到判斷過程是否質(zhì)量穩(wěn)定的判定條件,并進(jìn)一步提出衡量質(zhì)量穩(wěn)定性優(yōu)劣的指標(biāo)穩(wěn)定度這一新概念。以誤差傳遞模型為基礎(chǔ),又對多工序制造過程工藝方案設(shè)計(jì)中的部分內(nèi)容進(jìn)行了研究,包括面向過程的公差優(yōu)化分配和過程參數(shù)敏感度分析。其中面向過程的公差分配由于將過程參數(shù)的公差考慮在內(nèi),不僅進(jìn)一步確保了產(chǎn)品的質(zhì)量,而且也可以指導(dǎo)設(shè)備維修策略的合理制定。同樣敏感度概念的提出作為定量評價(jià)多工序制造過程的物理結(jié)構(gòu)的指標(biāo),為比較和改進(jìn)相應(yīng)結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。在誤差傳遞模型基礎(chǔ)上,提出診斷能力的概念,得到了多工序制造過程中測量方案優(yōu)化的具體方法,由該方法得到的優(yōu)化測量方案能夠在最低成本的前提下,對過程中的誤差源達(dá)到完全的診斷能力。最后,以誤差傳遞模型為基礎(chǔ)進(jìn)行誤差溯源與改進(jìn)研究,首先基于虛擬工序的概念,通過與實(shí)際情況的對比,找到出現(xiàn)錯(cuò)誤的工序,然后應(yīng)用模式識(shí)別和匹配方法判斷存在問題的過程參數(shù),最后基于粗集ROUGHSET理論對產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析和改進(jìn)。本文提出的理論和方法在轉(zhuǎn)向節(jié)帶制動(dòng)器總成的生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用和實(shí)踐,驗(yàn)證了理論研究的正確性和模型的適用性,取得了良好的效果。
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