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簡介：燒結過程是鋼鐵冶煉中鐵前爐料制備過程的一道重要工序，其產品燒結礦是高爐煉鐵的主要原料，燒結礦的好壞直接影響著高爐爐況和鋼鐵產質量?；旌现屏Ｊ菬Y過程中至關緊要的環(huán)節(jié)，是提高燒結料層透氣性，保證燒結過程穩(wěn)順運行的關鍵。因此，研究燒結混合制粒過程控制是鋼鐵工業(yè)生產過程刻不容緩的事情。燒結混合制粒過程是一個復雜的工業(yè)過程，具有非線性、部分參數(shù)難以檢測、干擾因素眾多等特點。本文在充分分析混合制粒過程工藝機理和控制難點的基礎上，通過對混合制粒過程影響因素的探討，綜合運用模糊綜合評價與智能優(yōu)化控制理論，提出了一種燒結混合制粒過程水分智能優(yōu)化控制策略。首先，針對混合料粒度分布難以檢測的問題，采用層次分析法和模糊邏輯的思想，建立了模糊綜合評價模型，實現(xiàn)了混合料粒度分布的模糊評價。然后，基于混合料的粒度分布及其模糊評價值，采用神經網(wǎng)絡建模的方法，構造粒度分布關系模型，運用粒子群優(yōu)化算法，獲得了混合料的最佳粒度分布。為了獲得合理有效的水分設定值，構建了混合料粒度分布、水分、配重三者的神經網(wǎng)絡關系模型，根據(jù)最佳的粒度分布和當前的配重，獲得水分優(yōu)化設定值。在此基礎上，針對混合制粒水分控制過程存在原料流量波動導致水分劇烈擾動的現(xiàn)象，考慮到配重、各原料流量和水分等因素，運用專家規(guī)則和物料平衡的原理，建立了原料工況自適應的加水量前饋計算模型，獲得加水流量的設定值。最后，采用自適應模糊PID控制算法，建立水分串級控制策略，實現(xiàn)混合料水分的穩(wěn)定跟蹤控制。根據(jù)現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，通過仿真實驗驗證了本文所提建模方法的有效性。同時為了驗證控制算法的工業(yè)應用價值，針對國內某大型鋼鐵企業(yè)燒結廠，在原有自動化控制系統(tǒng)的基礎上，開發(fā)了燒結混合制粒水分前饋串級智能控制系統(tǒng)。運行結果表明，該系統(tǒng)有效抑制混勻礦、生石灰的原料流量波動對水分控制造成的影響，提高了水分控制精度，減少了工人勞動強度，有利于燒結過程的穩(wěn)順進行。

簡介：該論文的主要目的是研究多變量統(tǒng)計分析方法PCA與PLS的基本算法以及它們在統(tǒng)計過程控制中的應用首先介紹了PCA的基本算法當PCA模型用于統(tǒng)計過程監(jiān)控時使用多變量統(tǒng)計控制圖如HOTELLINGT圖以及SPE圖來監(jiān)控過程的運行性能接著介紹了PLS的基本算法及其在統(tǒng)計過程監(jiān)控中的應用并對PLS建模過程中的一些具體問題做出討論如何找到引起過程異常的原因亦即故障診斷是統(tǒng)計過程控制中一個重要的研究課題論文中介紹了幾種有效的利用多變量統(tǒng)計分析的故障診斷方法在詳細介紹了PCA與PLS的基本算法以及將它們應用于多變量統(tǒng)計過程控制的方法之后最后以一個過程仿真模型為基礎用仿真實驗結果的數(shù)據(jù)分析進一步驗證了PCA與PLS在多變量過程控制中的應用效果有效地應用多變量統(tǒng)計過程控制將隱藏在過程數(shù)據(jù)中大量有用信息挖掘出來從而把數(shù)據(jù)資源的擁有優(yōu)勢轉化為生產效益和產品質量優(yōu)勢這是過程控制發(fā)展的必然趨勢

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簡介：該文就如何獲得間歇過程的控制模型這一關鍵問題進行了一些探索混合建模策略是吸取了內部機理的先驗知識和現(xiàn)場數(shù)據(jù)校正的優(yōu)點能夠為非線性特別是間歇過程建模提供一種快捷準確和方便的手段從而得到研究者的重視由于動態(tài)系統(tǒng)在純時域或純頻域不能同時兼顧對方的信息因此考慮將系統(tǒng)映射到時頻域上進行更全面的信息處理成了一種更好的選擇小波變換正好具有這類性質朝著這一方向該文的研究工作可以總結為以下幾點1為了更好地應用小波變換特別是正交小波包變換我們將這種以遞歸形式完成的分解與重構過程采用簡潔的矩陣形式來表達同時證明了其正交性矩陣表達能夠便于人們的理解和應用更重要的是它揭示了小波變換的時頻結構對于進一步地應用具有指導作用2小波包的分解結構允許我們在低時頻段和高時頻段同時進行細致地分析在基于正交小波包的調和函數(shù)辨識的方法研究中基于所提出的正交性定理證明在無權因子系數(shù)的情況下與最小二乘法是完全等價的針對分解的結構提出了相應的加權規(guī)則并給出了統(tǒng)一的表達形式為了驗證所提出的思想的可行性和正確性我們在TENNESSEEEASTMANCHALLENGING模型上進行測試得到了肯定的結論3在非線性建模降階研究方面根據(jù)非線性系統(tǒng)在不同區(qū)域上表現(xiàn)出不同的線性行為的特點用小波包來分析這種不同區(qū)域上的差異從而能得到合理地區(qū)域劃分以保證在所劃分區(qū)域上的線性行為的同一性為降低全局建模的誤差提供一種全新的解決策略并在對非線性CSTR的建模仿真中得到了應用最終的結果顯示該策略是非常成功的4由于所建立的模型與實際對象不可避免地存在偏差因此判斷所設計的預測控制器在有輸入硬約束情況下的魯棒穩(wěn)定性顯得尤為重要該文采用狀態(tài)空間法重新表達了動態(tài)矩陣算法并證明了具有輸入硬約束情況下的魯棒穩(wěn)定的充分條件并通過了算例測試5在間歇控制方面由于間歇過程最顯著的特征是配方不變時具有重復性因此考慮如何利用系統(tǒng)的重復特征以提高控制質量是近幾年剛開始的研究方向

簡介：隨著生物技術的發(fā)展，生化發(fā)酵過程在國民經濟中的地位越來越重要，但是由于發(fā)酵過程的復雜性，使得發(fā)酵過程優(yōu)化控制存在著不少難題。本文以克拉維酸發(fā)酵過程為研究對象，對發(fā)酵過程動力學模型、參數(shù)辨識、狀態(tài)估計、補料軌跡及系統(tǒng)進行了研究，旨在實現(xiàn)對發(fā)酵過程的實時優(yōu)化控制。本文所做的具體研究如下1在大量閱讀消化文獻基礎上，依據(jù)實際發(fā)酵過程的生長代謝曲線，提出一個適合克拉維酸發(fā)酵過程的動力學方程，并結合實際數(shù)據(jù)，采用單純形法和龍格一庫塔法對模型的參數(shù)進行了辨識，為發(fā)酵過程的優(yōu)化控制做了準備。2以尾氣C02釋放率和溶液中PH值為觀察值設計了一個動態(tài)觀測器，采用推廣卡爾曼濾波迭代算法，對菌體濃度、基質濃度和產物濃度進行了在線估計，為補料優(yōu)化控制提供依據(jù)，仿真結果表明此觀測器能有效地在線估計發(fā)酵狀態(tài)。3遺傳算法是一種全局搜索性能良好的優(yōu)化算法，利用遺傳算法對CA發(fā)酵過程的補料軌跡進行了優(yōu)化，并考慮到發(fā)酵過程中模型參數(shù)的時變性，提出了在線優(yōu)化的方案，仿真結果表明補料控制效果良好。4介紹了實時優(yōu)化控制系統(tǒng)的結構和工作原理，發(fā)酵過程主要參數(shù)的檢測和控制策略，設計了控制系統(tǒng)上下位機的軟硬件。

簡介：電火花線切割加工作為電火花加工的一種類型在模具、成形電極、難加工材料和精密復雜零件的加工中具有重要的地位。隨著技術的發(fā)展對電火花線切割加工的表面質量和加工精度提出了更高的要求。在用線切割加工變厚度工件時斷絲和效率低下是兩個普遍存在的問題。當加工工件的厚度由厚變薄時由于放電能量集中易于斷絲反之則效率低下。本文針對線切割加工變厚度工件時的斷絲和效率低下問題開展了離線與在線厚度識別、3D工件模型高度信息提取、加工過程模型建立、以及模型預測控制等方面的研究以期提高加工的穩(wěn)定性和加工效率。本文首先建立了基于LINUX的線切割加工機床全軟數(shù)控系統(tǒng)采用RTAI實時內核滿足了系統(tǒng)對實時性的要求。該數(shù)控系統(tǒng)包括人機界面、代碼解釋器、任務管理器、運動控制、機床IO控制五個模塊。運動控制模塊產生的控制信號通過多功能IO卡來驅動機床工作運動。在分析線切割放電電壓和電流波形的基礎上根據(jù)法拉第電磁感應定律開發(fā)了放電頻率檢測電路。以上即為研究變厚度線切割加工的軟硬件平臺。為了避免加工變厚度工件時易于斷絲和加工效率低下的問題首先需要獲得工件在加工路徑上的厚度然后才能根據(jù)厚度選取合適的加工參數(shù)。本文針對電火花線切割加工時有無工件的3D模型提出了采用“黑盒法”和“白盒法”分別處理。當缺少工件三維模型時利用“黑盒法”建立工件厚度的辨識模型。當已知工件三維模型數(shù)據(jù)時則利用“白盒法”從工件三維模型中直接提取加工路徑上的工件厚度信息經過數(shù)控系統(tǒng)處理用于在線控制加工過程。鑒于支持向量機在非線性系統(tǒng)建模方面的優(yōu)異特性本文利用支持向量機根據(jù)線切割加工過程中采集的放電頻率和進給速度以及控制輸入量伺服電壓和脈沖間隔建立工件厚度辨識模型即所謂的“黑盒法”。輸出量是待辨識的工件厚度而模型輸入量為放電加工參數(shù)伺服電壓和脈沖間隔以及放電頻率和機床的進給速度。在建立了工件厚度辨識模型之后在加工中應用該模型在線實時地辨識工件厚度。以工件厚度為依據(jù)選取合適的加工參數(shù)控制加工過程。當加工具有三維模型數(shù)據(jù)的工件時從工件三維模型中直接提取加工路徑上的工件厚度并應用到數(shù)控系統(tǒng)中在線控制加工過程即所謂的“白盒法”。隨著工件厚度范圍的不斷擴大加工過程中所采集的加工信息也不斷增加。這些數(shù)據(jù)不但可以在線指導加工過程而且還可以用于在線修正工件厚度辨識模型目的是使模型包含的加工狀況更豐富、模型更準確。本文利用最小二乘支持向量機的在線算法實時修正工件厚度辨識模型。當新的數(shù)據(jù)產生后在線算法根據(jù)投影法稀疏性處理判斷新的數(shù)據(jù)是否需要參與模型計算。如果新的數(shù)據(jù)需要參與模型計算則刪除支持向量中對模型影響最小的向量。該算法確保參與建模的數(shù)據(jù)量不會超過預先設定的數(shù)量這不僅減少了計算量和存儲量而且解決了最小二乘支持向量機固有的稀疏性問題。無論是通過“黑盒法”還是“白盒法”獲得的工件厚度最終目的是根據(jù)工件厚度選取合適的加工參數(shù)控制加工過程達到避免斷絲和提高加工效率的目的。為了控制加工過程基于標準支持向量機建立了加工過程模型設計了適合變厚度線切割加工的模型預測控制器當工件厚度變化時由檢測到的工件厚度實時計算出放電頻率和加工速度參考值模型預測控制器根據(jù)參考值實時調整輸入量伺服電壓和脈沖間隔控制加工過程在不斷絲的前提下保持高的加工效率。

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簡介：面粉加工是食品生產的重要原料工業(yè)是糧食生產向人類消費過渡的傳統(tǒng)行業(yè)為了提高其產品質量與競爭實力該課題結合國家科委九五期間國家級科技成果重大推廣計劃項目面粉生產過程自動控制與微機管理系統(tǒng)97060302A深入地調研分析了國內外13個進口面粉自動生產線的應用實效和優(yōu)缺點結合國內面粉加工業(yè)的工藝設備、人員素質、技術和管理水平的現(xiàn)狀研制了一套具有一定中國特色的PLCIPC和手動半自動全自動技術結構的面粉生產自動控制與微機管理系統(tǒng)研發(fā)了部分專用傳感器和測控裝置編寫了約16萬行PLC程序可以實現(xiàn)大、中型面粉生產過程的全自動控制、報警、運行狀況顯示、異常設備記錄和生產數(shù)據(jù)的實時采集與圖表生成并可與廠級微機網(wǎng)相連提高了生產調度、管理和操作的科技水平并在國內推廣應用了多套取得較好的經濟效益與社會效益

簡介：以石化、鋼鐵、化工、冶金等為代表的流程工業(yè)是我國國民經濟極為重要的基礎支柱產業(yè)。然而，我國流程工業(yè)不同程度地存在著能耗高，成本高，勞動生產率低，資源利用率低的特點，能耗普遍比國外先進水平高出30％，勞動生產率僅達國外的20％30％左右，生產成本普遍高出國外的12倍。聚乙烯醇PVA是一種水溶性高聚合物，性能介于塑料和橡膠之間，具有非常廣泛的用途。我國的聚乙稀醇PVA大多采用電石乙炔法生產，存在著能耗高、污染大、品種與質量不穩(wěn)定等問題。在國家大力提倡“節(jié)能降耗”的今天，對聚乙稀醇生產過程進行優(yōu)化控制，從而達到節(jié)能降耗、降低生產成本的目標，對增強聚乙烯醇生產企業(yè)的競爭力至關重要。本文針對聚乙烯醇生產過程中成本與生產過程的能耗、物耗等具有非線性、不確定性等多種因素的特點，將神經網(wǎng)絡、案例推理等智能優(yōu)化方法應用到生產成本的建模和控制中，提出了聚乙烯醇PVA生產過程中動態(tài)成本控制方法。本文具體工作如下1介紹了國內外一些典型流程工業(yè)生產成本控制的現(xiàn)狀。2提出了PVA生產過程動態(tài)成本控制的方法，研究了方法的架構和控制模式；建立了關鍵生產指標設定模型、成本分析模型和成本預測模型，并進行了實驗仿真。3提出回收塔的節(jié)能優(yōu)化控制方案。4進行了PVA生產成本控制軟件的架構和設計。

簡介：點擊查看更多碳酸錳微晶制備過程的形貌控制研究.pdf精彩內容。

簡介：余熱鍋爐是一個多輸入、多輸出且相互關聯(lián)的復雜控制對象汽包水位是鍋爐運行的主要指標由于普遍存在容量較小熱源不穩(wěn)定的情況導致鍋筒水位波動劇烈傳統(tǒng)三沖量控制規(guī)律的控制效果不好本論文通過對某110T轉爐余熱鍋爐的工藝過程和動態(tài)特性進行分析提出了小型余熱鍋爐的改進三沖量控制方案并進行硬件結構設計組成控制系統(tǒng)對改進三沖量控制規(guī)律予以實施運行結果表明本系統(tǒng)能夠基本消除熱源波動對水位的影響同時提高了蒸汽產量和質量改變了余熱鍋爐手動運行的現(xiàn)狀對降低人員勞動強度、節(jié)約生產成本、提高經濟效益都具有重要意義在系統(tǒng)設計時利用PLC功能較強、運行穩(wěn)定的特點構成由上位工控機和下位PLC組成的控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)交換過程變量和控制參數(shù)的硬件結構下位機選用美國通用電氣公司的GEFANUC9030系列PLC上位機應用程序采用CETECT54組態(tài)軟件設計論文概述了轉爐生產的工藝過程分析了鍋筒水位的動態(tài)特性著重論述了改進三沖量控制規(guī)律的推導及應用過程中的性能分析設計了適合余熱鍋爐的并聯(lián)FUZZY模糊自適應PID控制算法編制了控制策略的相應軟件應用結果表明本論文提出的設計方法能有效地對余熱鍋爐水位及其他過程參數(shù)進行控制具有廣泛的應用前景

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簡介：碳纖維紡絲過程是一個具有高度復雜性的工業(yè)過程其組成環(huán)節(jié)多樣工作環(huán)境各異整個生產過程隨時間變化頻繁相應的產品質量要求高且數(shù)量巨大使得對碳纖維紡絲過程建立可靠、高效、連續(xù)的控制體系成為工程控制領域極具挑戰(zhàn)性的任務之一。生物體高效調控機制是設計新穎的智能化控制算法的靈感來源。碳纖維紡絲過程所具有的高度復雜和行為不確定等特點以及嚴格的控制要求和質量要求與生物體自身的特點相似具有應用生物啟發(fā)的智能控制手段的潛力。本論文在生物體神經內分泌免疫綜合調控體系的基礎上抽象其調節(jié)機理設計智能化的協(xié)同控制器體系及其控制方法并應用在以碳纖維紡絲過程為典型代表的復雜工業(yè)生產過程中以提高生產過程控制水平實現(xiàn)生產過程智能化協(xié)同運作。本論文的主要貢獻如下1對生物神經內分泌免疫綜合調控機制進行闡述重點介紹神經系統(tǒng)與內分泌系統(tǒng)的協(xié)調作用內分泌系統(tǒng)對機體的調控機理和神經系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)的互補調節(jié)模式對不同系統(tǒng)之間的具體作用方式進行分析為下文根據(jù)碳纖維紡絲過程不同方面的特點建立多樣化的智能協(xié)同控制器體系提供理論保證。2基于生物體神經內分泌調節(jié)系統(tǒng)的多變量控制機理抽象智能協(xié)同解耦控制策略應用于碳纖維紡絲過程凝固浴多變量控制中并根據(jù)凝固浴的特點將解耦機制推廣到多元。該協(xié)同智能解耦機制將互相耦合的變量作用完全隔離而具體算法的復雜度并不高有利工業(yè)生產實踐。實驗結果表明相對傳統(tǒng)解耦控制方法所提出的基于神經內分泌解耦調節(jié)機理的協(xié)同智能控制方法能夠對凝固浴的多個耦合受控變量進行有效的獨立控制且具有良好的過渡過程響應。3基于生物體多級內分泌反饋調節(jié)機理設計內分泌多級反饋協(xié)同智能控制體系針對碳纖維紡絲過程的牽伸工序的工藝要求和設備組成將其抽象為多個需進行信息交換的工作單元的組合體從而能夠應用所設計的協(xié)同智能控制體系。實驗結果表明所提出的多級反饋協(xié)同智能控制體系能夠有效地將牽伸過程的各個部分聯(lián)系起來通過高效的協(xié)同調節(jié)保證纖維牽伸率的持續(xù)穩(wěn)定。4基于生物體內分泌系統(tǒng)激素調控原理針對纖維生產過程不易獲取精確工作模型的現(xiàn)實情況以數(shù)據(jù)驅動思想為基礎嵌入基于激素調控原理的增強環(huán)節(jié)提出基于激素調控原理的數(shù)據(jù)驅動智能控制器并應用于纖維牽伸過程中絲條張力的動態(tài)控制。根據(jù)激素調控增強單元和數(shù)據(jù)驅動控制器的不同作用模式可以引申出具有不同工作特性的數(shù)據(jù)驅動控制器實例。實驗結果表明該智能控制器有效地提高了數(shù)據(jù)驅動控制的靈敏度和準確性有利于被控對象保持在持續(xù)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。5基于生物體神經系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)協(xié)作模式針對纖維生產過程對產品分析和整體優(yōu)化的要求設計免疫機制增強的神經網(wǎng)絡優(yōu)化模型提出雙向紡絲工藝建模和智能優(yōu)化方法及其專家系統(tǒng)形成雙向智能優(yōu)化體系不僅有助于科研人員對纖維生產過程進行深入研究而且對纖維生產單位以較小的代價進行合理的制造工藝優(yōu)化和纖維產品設計具有積極的意義。最后對全文的研究內容進行了總結指出了目前研究工作中存在的不足并對該領域下一步的研究方向進行了展望。

簡介：目前企業(yè)為了保持市場競爭力和滿足顧客需求現(xiàn)代制造企業(yè)大多轉向國際生產企業(yè)的模式。統(tǒng)計過程控制SPC理論在廣泛的應用于各種制造模式的時候也在尋求對影響產品質量的某些因素進行統(tǒng)計控制。統(tǒng)計過程控制方法是機械加工中產品質量控制常用而有效的手段之一。隨著技術的進步傳統(tǒng)統(tǒng)計過程質量控制的技術背景發(fā)生了變化針對傳統(tǒng)統(tǒng)計過程質量控制方法存在的不足對傳統(tǒng)統(tǒng)計過程質量控制進行改進使其能得到充分的運用。本文提出在加工過程中對形位誤差中形狀誤差評定方法的基礎上提出對形狀誤差統(tǒng)計并控制的目的。同時利用軟件工程的設計思想以優(yōu)化對形位精度的控制過程為出發(fā)點先后完成了系統(tǒng)方案設計、信息流設計、知識模型的建立等工作。在此基礎上進行了統(tǒng)計形位精度的知識獲取、特征統(tǒng)計過程的算法建模和控制圖的合理選擇以及分析影響因素等等。針對改進后統(tǒng)計過程控制的數(shù)據(jù)處理、管理問題提出采用局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的傳送和處理、管理的方案。給出了建立局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的模型采用傳統(tǒng)企業(yè)內的局域網(wǎng)的管理方法附加外圍實時數(shù)據(jù)采集的方法由網(wǎng)內傳送和網(wǎng)內實時控制程序、實時內存數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和歷史數(shù)據(jù)庫共同建立實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；給出了數(shù)據(jù)庫在局域網(wǎng)內能充分得到利用的實現(xiàn)方案；研究并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口模塊和數(shù)據(jù)采集模塊；并給出了數(shù)據(jù)庫的維護、查詢、數(shù)據(jù)報表、遠程數(shù)據(jù)傳送、繪制控制圖、最終實現(xiàn)診斷和預警等功能的具體方案。