簡介：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)IGCC發(fā)電技術(shù)以其污染小和效率高的優(yōu)點，成為了當(dāng)今世界上最具競爭力的潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一，它的發(fā)展對于煤基能源和電力工業(yè)的升級具有重要的意義。煤氣化技術(shù)是IGCC的核心技術(shù)，它直接影響到整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。煤氣化過程的機理復(fù)雜，相關(guān)的控制研究還不夠成熟。本文針對煤氣化過程的控制問題進行了以下研究工作1介紹了ALSTOM氣化爐及其控制的基準(zhǔn)問題。針對ALSTOM氣化爐在MATLABSIMULINK下的非線性仿真模型，進行了開環(huán)響應(yīng)試驗，分析了其動態(tài)特性。給出了基準(zhǔn)測試的各項要求，并針對基準(zhǔn)控制器進行了仿真測試。2針對ALSTOM氣化爐基準(zhǔn)控制器的參數(shù)整定問題，提出了一種基于多目標(biāo)遺傳算法的參數(shù)優(yōu)化整定方法。該算法采用種群分層機制，能夠以較高的效率收斂到分布性好的PARETO最優(yōu)解集。在此基礎(chǔ)上，將該算法用于基準(zhǔn)控制器的參數(shù)優(yōu)化整定，仿真試驗表明系統(tǒng)的控制品質(zhì)得到了提升，達到了基準(zhǔn)測試的要求。3針對ALSTOM氣化爐大慣性、強耦合和非線性的特點，提出了一種多模型預(yù)測控制方法。該方法首先根據(jù)氣化爐在不同負荷下的局部線性模型，采用受限預(yù)測控制算法設(shè)計相應(yīng)的子控制器，進而采用改進的遞推貝葉斯加權(quán)策略對各子控制器的輸出進行加權(quán)，作為氣化爐的實際控制作用。仿真試驗表明控制效果達到了基準(zhǔn)測試的要求。4對IGCC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制技術(shù)進行了初步研究。對IGCC系統(tǒng)中動態(tài)環(huán)節(jié)進行了簡化整合，提取了主要的控制量和被控量。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了以氣化島跟隨為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方案，并對方案中的控制器參數(shù)進行多目標(biāo)優(yōu)化。仿真結(jié)果表明該方案在跟蹤負荷設(shè)定值變化、維持壓力穩(wěn)定等方面都具有較好的性能。

簡介：鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，也是大量消耗能源的產(chǎn)業(yè)。在當(dāng)今信息化時代和低碳經(jīng)濟時代，鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排和信息化建設(shè)倍受社會關(guān)注。高爐煉鐵作為鋼鐵生產(chǎn)流程中的主要耗能工序，其工藝流程長，影響參數(shù)錯綜復(fù)雜，運行機制具有非線性、大時滯、高噪聲、分布參數(shù)等特性。高爐生產(chǎn)過程的工藝機理，涉及化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、三相流體動力學(xué)等物理化學(xué)過程，其復(fù)雜性涉及到了微觀、中觀、宏觀等不同的層次和尺度。這些不同的層次和尺度的復(fù)雜性常常受不同控制機制的作用，需要分別加以處理，才能夠深刻揭示冶煉過程的復(fù)雜規(guī)律。本文以包鋼6號高爐冶煉專家系統(tǒng)在線采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對高爐冶煉過程的多尺度辨識、預(yù)測及控制進行研究。這一研究為探索高爐冶煉過程的完全閉環(huán)控制提供了一種新的思路和途徑，具有一定的創(chuàng)新價值和應(yīng)用價值。高爐冶煉過程自動控制的核心難題是爐溫的預(yù)測和控制，這也是本文研究的核心問題所在。論文選取了高爐專家系統(tǒng)在線采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為樣本空間，容量為1000爐數(shù)據(jù)，采樣間隔為2H左右。利用多尺度分析方法、相空間重構(gòu)技術(shù)對爐溫SI序列進行了多尺度辨識。結(jié)果表明高爐冶煉過程具有明顯的多尺度特征分解得到了7個本征模態(tài)函數(shù)和一個余項，其中子尺度C1表征了原始信號中大部分的隨機動態(tài)學(xué)特性，子尺度C2～C4則更多地反映混沌動態(tài)學(xué)特性，而剩余的分量則刻畫了極限環(huán)特性。同時，應(yīng)用交叉動態(tài)學(xué)維數(shù)、ARNHOLD魯棒算法研究相鄰子尺度系統(tǒng)之間的耦合狀況，結(jié)果表明，C3子系統(tǒng)對耦合系統(tǒng)C2VSC3起主導(dǎo)性的作用，而C3和C4子系統(tǒng)均未對耦合系統(tǒng)C3VSC4起主導(dǎo)性作用，二者相互作用控制著該耦合系統(tǒng)。以上結(jié)果為應(yīng)用多尺度方法研究高爐冶煉過程提供了具有應(yīng)用價值的指導(dǎo)方針，并為進一步應(yīng)用多尺度理論研究爐溫的預(yù)測控制問題開辟了一條新途徑。論文在此基礎(chǔ)上，進一步將多尺度時間序列預(yù)測方法用于爐溫SI序列的預(yù)測，提出了EMD_AR和EMD_ARX兩種多尺度模型。利用兩種多尺度模型分別對爐溫SI序列進行了多尺度建模，與單一尺度的AR模型的預(yù)測結(jié)果進行比較。仿真結(jié)果顯示，基于EMD的多尺度模型在命中率方面有了大幅度提高，其他指標(biāo)如均方誤差和相關(guān)系數(shù)也有所改進。尤其是EMD_ARX模型，由于考慮了子尺度序列對相鄰尺度的影響，預(yù)測效果較好，命中率達到了82％。也就是說，基于多尺度特征來對爐溫SI序列進行建模體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，這也從另一個角度驗證了高爐冶煉系統(tǒng)具有多尺度特征。為更好地辨識多尺度系統(tǒng)，本文提出了一種多尺度建模策略，充分考慮系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)的多尺度特征，以及各個子尺度系統(tǒng)及其耦合子系統(tǒng)對整體系統(tǒng)的不同貢獻，來選取與目標(biāo)變量關(guān)聯(lián)度最大的子集最優(yōu)子集作為模型輸入，進而構(gòu)建所研究系統(tǒng)的多尺度模型。應(yīng)用本文所提出的基于EMD的多尺度建模算法對高爐冶煉過程進行辨識，將原始尺度上采集的各個變量分別分解為不同尺度的子尺度信號，進而根據(jù)MIBIVS算法，從包含所有子尺度序列的信號集中選取出與原始尺度上系統(tǒng)輸出關(guān)聯(lián)度最大的最優(yōu)子集，并以該最優(yōu)子集作為模型輸入，以原始尺度上系統(tǒng)輸出爐溫SI序列作為模型輸出，結(jié)合一般的線性模型或非線性模型來構(gòu)造相應(yīng)的多尺度模型。仿真過程以4種基本模型為框架，包括2個線性模型MLR，MSLR，2個非線性模型RBFN，LSSVM，結(jié)果表明，MULTISCALERBFN對爐溫SI序列進行預(yù)測可以達到86％的命中率，均方根誤差和相關(guān)系數(shù)也在非常理想的水平，充分體現(xiàn)了模型的優(yōu)勢。而且MULTISCALE模型只需要在原始尺度上的3個變量的信息，而不需要其他的相關(guān)變量，也就是說，應(yīng)用MULTISCALE模型時只需要采集這3個變量就能達到較好的預(yù)測效果，這也是該模型的優(yōu)勢所在。在對高爐冶煉過程進行多尺度辨識的基礎(chǔ)上，將辨識得到的多尺度模型與傳統(tǒng)模型預(yù)測控制算法結(jié)合，提出了一種多尺度模型預(yù)測控制算法。結(jié)合高爐實際，設(shè)定相應(yīng)的控制時域、預(yù)測時域和控制目標(biāo)等參數(shù)，進而對高爐冶煉過程的爐溫SI進行優(yōu)化控制。仿真結(jié)果表明，多尺度模型預(yù)測控制算法能夠有效地控制爐溫SI在設(shè)定點附近波動，大大地降低了爐溫的波動性，相應(yīng)的輸入變量的調(diào)整也在可行范圍之內(nèi)，這表明多尺度模型預(yù)測控制算法具有可行性和有效性。論文最后對全文的研究內(nèi)容以及創(chuàng)新點做了歸納，并對預(yù)期的后續(xù)研究做了展望。

簡介：點擊查看更多基于C-S模式的倒立擺遠程控制研究及應(yīng)用.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，鋼鐵企業(yè)過程控制技術(shù)正以令人矚目的發(fā)展速度改變著我國鋼鐵行業(yè)的整體面貌。同時，日趨進步的管理方式對社會的生產(chǎn)、人們的生活和思想觀念也產(chǎn)生了重大的影響，它在現(xiàn)代化建設(shè)中的重要性也越來越明顯。本文設(shè)計實現(xiàn)了一個鋼鐵企業(yè)縱切線過程控制管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過運用信息技術(shù)，使鋼鐵企業(yè)縱切線過程控制系統(tǒng)成為連接企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)的橋梁。系統(tǒng)將產(chǎn)品的生產(chǎn)流程從原料到成品過程中每個環(huán)節(jié)的進行信息跟蹤，能源消耗統(tǒng)計，缺陷管理，報表反饋，為企業(yè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)和決策依據(jù)，同時也對系統(tǒng)潛在的問題做出的產(chǎn)品改進方案提供支撐。系統(tǒng)實現(xiàn)了一個鋼鐵企業(yè)冷軋板材縱切線的小型過程控制管理系統(tǒng)，以制造過程監(jiān)控與優(yōu)化控制為主要目的，對信息數(shù)據(jù)交換起著承上啟下的作用。系統(tǒng)架構(gòu)基于通用對象請求代理體系結(jié)構(gòu)CBA中間件來搭建，系統(tǒng)中CBA作為整個事件通信處理的橋梁，同時也負責(zé)不同開發(fā)語言通信的銜接功能。系統(tǒng)具備以下功能輸入產(chǎn)品數(shù)據(jù)PDI數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)計劃管理、物料跟蹤、生產(chǎn)信息管理、班組管理、系統(tǒng)管理、與外部通信接口。系統(tǒng)開發(fā)過程中對過程控制管理系統(tǒng)所用到的相關(guān)技術(shù)的基本概念及理論進行了研究，分析了使用第三方中間件的優(yōu)點，研究了CBA中間件構(gòu)建在過程控制系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢與實現(xiàn)步驟，并且引入西馬克公司的中間件到本系統(tǒng)，從而實時監(jiān)控所有任務(wù)運行狀態(tài)和進行事件處理。研究了網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動ICE面向?qū)ο蟮闹虚g件平臺，ICE為構(gòu)建面向?qū)ο蟮目蛻粢环?wù)器應(yīng)用提供了工具和API庫支持。各個子系統(tǒng)主要功能都能通過美觀直接的人機界面操作來實現(xiàn)。構(gòu)建了滿足運行條件的系統(tǒng)框架、硬件配置、網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等?？蚣芤酝ㄐ胖虚g件CBA實現(xiàn)服務(wù)器不同接口之間的信息和數(shù)據(jù)交換?？蛻舳税l(fā)出服務(wù)的請求，而對象則提供服務(wù)，對象請求代理B把請求發(fā)送給對象，把輸出值返回給客戶。利用CBA事件服務(wù)處理從人機交換畫面HMI發(fā)出的請求，包括接受發(fā)送數(shù)據(jù)到制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，本地數(shù)據(jù)庫對請求數(shù)據(jù)處理，發(fā)送配方數(shù)據(jù)到可編程邏輯控制PLC等等。設(shè)計出的人機界面主要進行生產(chǎn)過程信息監(jiān)控、報表查詢和能源消耗數(shù)據(jù)采集，界面操作更加簡化，表達更加明確美觀。通過人機交換界，操作人員可以將生產(chǎn)數(shù)據(jù)接收與發(fā)送狀態(tài)進行監(jiān)控，同時反饋給MES系統(tǒng)便于控制生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)計劃的管理?？v切生產(chǎn)線通過運用過程控制管理系統(tǒng)來貫通企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)，更好地方便企業(yè)能夠?qū)⑸a(chǎn)計劃通過基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)，工藝指令參數(shù)也可以準(zhǔn)確無誤地發(fā)送到基礎(chǔ)控制級執(zhí)行，同時追蹤訂單從計劃到生產(chǎn)流程中的各個環(huán)節(jié)進行跟蹤和管理，消除冗余步驟，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程。系統(tǒng)的成功研發(fā)突破了國外在專有先進技術(shù)上長期的壟斷與保守，進一步提升了鋼鐵企業(yè)在縱切領(lǐng)域自主創(chuàng)新和技術(shù)研發(fā)能力。該項目研究在國內(nèi)處于先進水平，系統(tǒng)不僅促進了鋼鐵行業(yè)的現(xiàn)代化管理，而且這個項目也可以推廣應(yīng)用至大多數(shù)的鋼鐵企業(yè)。

簡介：本文以饅頭為研究對象研究了饅頭在微波過程中對其感官評定、質(zhì)構(gòu)及熟化度的影響。研究了面粉品質(zhì)與微波后品質(zhì)之間的相關(guān)性以幾種添加劑為原料復(fù)配了一種饅頭微波保水劑的配方使饅頭微波后的品質(zhì)得到一定的提高。試驗工作如下1以800W120S的微波條件復(fù)熱饅頭隨著時間的變化饅頭的感官評分先上升后下降60S時達到峰值饅頭的TPA數(shù)據(jù)表明隨著時間的增加饅頭的品質(zhì)逐漸下降硬度、咀嚼性變大彈性、回復(fù)性變小120S過后饅頭出現(xiàn)硬心表皮皺縮。饅頭的烘干粉的RVA數(shù)據(jù)顯示微波復(fù)熱的峰值枯度為528CP而氣蒸復(fù)熱的為472CP微波加熱無法讓饅頭淀粉充分糊化饅頭熟化不完全。2以六個不同的面粉為研究對象測定它們的粉質(zhì)參數(shù)拉伸參數(shù)面筋參數(shù)RVA參數(shù)及做成饅頭微波后的品質(zhì)參數(shù)對它們進行相關(guān)性分析結(jié)果表明饅頭微波后質(zhì)構(gòu)參數(shù)的硬度、咀嚼性與饅頭縮小率呈極顯著負相關(guān)；失重率與面粉的峰值粘度呈極顯著的負相關(guān)與谷值粘度最終粘度及糊化時間呈顯著相關(guān)性粘度越高失重率越低糊化時間越短失重率越大。面粉的評價值與饅頭的縮小率呈現(xiàn)極顯著的負相關(guān)性弱化度與硬度、咀嚼性呈顯著的負相關(guān)而與縮小率之間為顯著的正相關(guān)；濕面筋的含量與失重率呈顯著性的正相關(guān)面筋含量高的饅頭微波后的失重率也會比較大回復(fù)性與面筋指數(shù)、抗延阻力呈顯著性正相關(guān)咀嚼性與延伸性呈顯著正相關(guān)。3研究常見保水劑對饅頭持水性的影響海藻酸鈉、結(jié)冷膠對饅頭的微波失重率有較大影響乳化劑CSL硬脂酸乳酸鈣鈉對饅頭的失重也有一定的抑制作用此外磷酸鹽對饅頭持水性的影響不是很明顯以海藻酸鈉、結(jié)冷膠、CSL為因素進行響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表明海藻酸鈉與CSL和結(jié)冷膠交互作用顯著而結(jié)冷膠與CSL交互作用不不顯著優(yōu)化配方為海藻酸鈉037％、結(jié)冷膠015％、CSL021％此時失重率為601％。

簡介：隨著科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程的控制變得越來越復(fù)雜。系統(tǒng)包含著越來越多的非線性和不確定性。傳統(tǒng)的建立精確模型的控制方法已經(jīng)很難達到預(yù)期的控制效果。聯(lián)合制堿生產(chǎn)過程就是一個復(fù)雜的非線性非高斯系統(tǒng)。系統(tǒng)還存在著隨機性、滯后性、模糊性等不確定性。對于這種復(fù)雜工業(yè)過程進行控制研究，將會給復(fù)雜系統(tǒng)的建模與優(yōu)化控制提供一條有效途徑。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為智能算法中操作和應(yīng)用性都較好的建模方式，在工業(yè)領(lǐng)域也有了一定的應(yīng)用。粒子濾波算法擺脫了解決非線性濾波問題所面臨的隨機變量必須是高斯分布的限制，使得強非線性系統(tǒng)有了一個較好的解決方法。論文詳細介紹了粒子濾波的原理和算法，分析了粒子濾波算法處理非線性問題的優(yōu)勢。介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和學(xué)習(xí)。介紹了聯(lián)合制堿工藝和碳化過程的影響因素。提出基于非線性粒子濾波的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)進行建模與控制，再利用非線性粒子濾波算法對RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值進行優(yōu)化。本文把粒子濾波算法與徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，綜合兩種技術(shù)的優(yōu)點，利用非線性粒子濾波算法可以處理非線性、非高斯系統(tǒng)的特點和徑向基函數(shù)RADIALBASISFUNCTION，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠逼近任意連續(xù)函數(shù)優(yōu)勢，對聯(lián)合制堿生產(chǎn)過程的碳化過程進行建模優(yōu)化研究，從而得到一種可以應(yīng)用于復(fù)雜工業(yè)的控制方法。

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簡介：可編程控制器簡稱PC或PLC，它是在電氣控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，融自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)為一體的新型工業(yè)控制裝置。由于它設(shè)置和編程方便，運行可預(yù)估，甚至在惡劣的工作環(huán)境下仍可以保持正常運行，所以已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。本論文是在對傳統(tǒng)PLC的體系結(jié)構(gòu)、運行原理和基本指令功能進行深入分析、研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合單片機控制系統(tǒng)的特點，設(shè)計了一個基于ADUC831單片機的微型可編程控制器，旨在利用微型PLC系統(tǒng)編程語言實現(xiàn)對單片機模塊的常規(guī)工業(yè)應(yīng)用進行配置，從而構(gòu)成價格低廉和操作方便的應(yīng)用系統(tǒng)，擺脫單片機應(yīng)用的編程瓶頸，使其能在工控領(lǐng)域中具有較好的應(yīng)用前景。本論文的設(shè)計研究的主要內(nèi)容包括硬件設(shè)計和軟件兩大部分。在硬件設(shè)計方面，下位機以單片機ADUC831作為核心控制器來開發(fā)，硬件電路設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法實現(xiàn)，主要包括單片機最小系統(tǒng)，數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、通訊模塊和時鐘與顯示模塊五部分；同時在硬件設(shè)計過程中嚴(yán)格遵循抗干擾設(shè)計原則，確保系統(tǒng)具有良好的抗干擾特性和穩(wěn)定性。在軟件設(shè)計方面，為了實現(xiàn)控制器對PLC指令的執(zhí)行，在分析和研究常用PLC指令及其特點的基礎(chǔ)上，首先設(shè)計了常用PLC指令的操作碼和操作數(shù)對應(yīng)的二進制編碼表，再參考當(dāng)前市場上主流的小型PLC的功能和特點分別設(shè)計了上、下位機軟件。上位機軟件的功能主要是將PLC指令表程序轉(zhuǎn)化成能被單片機識別和執(zhí)行的二進制程序編碼。該軟件是在WINDOWS環(huán)境中用VB60軟件編程實現(xiàn)的，主要內(nèi)容包括PLC指令文本處理，指令編碼轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，一鍵設(shè)置下位機時鐘，通過串口向下位機發(fā)送數(shù)據(jù)和接收并處理接收數(shù)據(jù)五部分。上、下位機通信采用MODBUS通訊協(xié)議，通過串行通訊接口實現(xiàn)了用戶程序的下載和信息交換。此外專門設(shè)計了便于PLC級聯(lián)的遠距離通訊接口，為將來擴展實現(xiàn)功能較強的PLC系統(tǒng)提供了軟硬件基礎(chǔ)。下位機軟件的功能就是模擬PLC的運行原理，完成輸入處理、目標(biāo)代碼的執(zhí)行和輸出處理等工作。本設(shè)計中，下位機軟件使用匯編語言開發(fā)，通過KEIL軟件編程實現(xiàn)，主要內(nèi)容包括串行通訊、數(shù)字時鐘顯示、數(shù)據(jù)讀寫處理、解釋執(zhí)行用戶數(shù)據(jù)、數(shù)制轉(zhuǎn)換和校驗碼計算等?；贏DUC831單片機的微型可編程控制器的設(shè)計，順應(yīng)了現(xiàn)代工業(yè)控制器向低成本、高性能發(fā)展的趨勢，提供了更加靈活方便的軟、硬件擴展方案，并且極大地降低了控制系統(tǒng)的成本，具有較高的實用價值。

簡介：在大型聚乙烯工業(yè)裝置生產(chǎn)中熔融指數(shù)和密度是聚乙烯產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)。因此建立準(zhǔn)確的乙烯聚合過程模型在生產(chǎn)中對兩種牌號之間的切換進行優(yōu)化控制能夠減少過渡料的數(shù)量降低生產(chǎn)成本有著重要的經(jīng)濟意義。本文以UNIPOL氣相法工藝為例對乙烯聚合的機理進行了深入的研究并在此基礎(chǔ)上結(jié)合HAMMERSTEIN模型的特點采用HAMMERSTEIN模型來描述聚乙烯生產(chǎn)過程加入非線性求逆環(huán)節(jié)用PSO_SVM算法從穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)中獲取聚乙烯過程的非線性穩(wěn)態(tài)模型的逆模型將已經(jīng)辨識出來非線性部分的SVM逆模型與原非線性被控對象串聯(lián)而構(gòu)成了一個偽線性系統(tǒng)利用特征建模方法對此偽線性系統(tǒng)進行建模在控制器設(shè)計方面對LMI算法及模糊控制進行了研究最后將新的算法應(yīng)用于PID控制器設(shè)計問題進而得到了滿意的控制效果。最后在VISUALSTUDIO2005環(huán)境下開發(fā)了較完整的控制器性能評價及參數(shù)優(yōu)化軟件包。該軟件包設(shè)計針對典型過程控制回路在仿真基礎(chǔ)上可進行在線控制。通過實際項目的實施減少了操作人員的工作負擔(dān)提高了實際裝置的控制品質(zhì)降低了生產(chǎn)成本。

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簡介：食品工業(yè)是人類賴以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，是關(guān)系國計民生的主要產(chǎn)業(yè)。糖果加工是食品工業(yè)的重要組成部分。隨著智能控制的出現(xiàn)與發(fā)展，糖果加工自動化技術(shù)有了巨大的發(fā)展。信息技術(shù)、自動化技術(shù)及人工智能理論發(fā)展，為糖果加工技術(shù)的進步提供堅實基礎(chǔ)。先進工業(yè)化國家很早就將上述技術(shù)用于糖果加工。我國糖果加工工業(yè)經(jīng)過幾十年的努力，科技水平有了很大的提高，但由于原來的基礎(chǔ)薄弱，長期以來的投入不足，雖然有些單項技術(shù)接近或到達國際先進水平，但生產(chǎn)技術(shù)與國外先進國家相比，總體上存在較大差距，主要表現(xiàn)在糖果加工廠設(shè)備陳舊、勞動生產(chǎn)率不高、信息化程度低、科技方面投入不足和能源浪費現(xiàn)象普遍存在等幾個方面。本文綜合運用信息技術(shù)、自動化技術(shù)及人工智能領(lǐng)域相關(guān)知識，通過對糖果全過程生產(chǎn)流程的監(jiān)測和質(zhì)量控制研究，獲得糖果加工質(zhì)量控制規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上，開發(fā)過程檢測和優(yōu)化控制系統(tǒng)，從而達到在提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率基礎(chǔ)上，顯著降低企業(yè)能耗，以顯著提高企業(yè)的市場競爭力。本文主要工作內(nèi)容包括1糖果生產(chǎn)過程智能檢測技術(shù)研究研究基于加工特征的生產(chǎn)過程監(jiān)測機理，研究多傳感器的數(shù)據(jù)采集，構(gòu)造基于學(xué)習(xí)功能的生產(chǎn)過程監(jiān)測器。2糖果生產(chǎn)過程的多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究研究復(fù)雜非線性及動態(tài)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，研究數(shù)據(jù)選擇、清洗、轉(zhuǎn)換和挖掘技術(shù)，為糖果加工的動態(tài)監(jiān)測提供工程化數(shù)據(jù)采集與知識處理手段。3糖果加工質(zhì)量預(yù)測與工藝優(yōu)化模型研究以糖果加工生產(chǎn)過程需求分析為基礎(chǔ)，研究面向典型加工工序（如攪拌充氣等）的質(zhì)量預(yù)測模型，即研究加工工藝參數(shù)與糖果質(zhì)量指標(biāo)（如水份、還原糖含量等）關(guān)系，通過數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)獲取糖果加工工藝參數(shù)優(yōu)化知識。4糖果加工生產(chǎn)線智能和優(yōu)化控制系統(tǒng)研制研究糖果加工工藝知識獲取及工藝數(shù)據(jù)和知識庫建立及維護管理技術(shù)，研究典型糖果加工智能和優(yōu)化控制方法，構(gòu)造糖果加工智能控制裝置，開發(fā)優(yōu)化控制軟硬件系統(tǒng)。本文研究形成的創(chuàng)新點如下1糖果加工過程的質(zhì)量預(yù)測模型化方法質(zhì)量預(yù)測模型化方法的要點包括糖果加工過程數(shù)據(jù)采集技術(shù)；多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)；基于海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘方法等。2糖果加工過程的工藝參數(shù)優(yōu)化方法糖果加工過程的工藝參數(shù)優(yōu)化方法要點包括工藝知識表征；糖果加工過程的關(guān)鍵技術(shù)要素平衡及控制技術(shù)；糖果加工過程仿真技術(shù)；知識的進化和維護技術(shù)等。

簡介：燒結(jié)過程是煉鐵工藝中的重要流程，其中的配料與混合制粒過程屬于混合料制備過程。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，混合料制備過程并未得到充分優(yōu)化，在配料方面存在混合料成分準(zhǔn)確率不高，燒結(jié)礦質(zhì)量波動的問題存在成本和硫含量偏高，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益不高的問題在混合制粒方面，存在混合料粒度分布欠合理，燒結(jié)工序能耗高的問題。針對上述問題，本文圍繞混合料制備過程智能集成優(yōu)化控制策略展開研究，主要的研究工作與創(chuàng)新點如下1基于機理分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動的燒結(jié)配料過程智能集成建模方法針對燒結(jié)礦質(zhì)量預(yù)測復(fù)雜，配料準(zhǔn)確率較低而導(dǎo)致燒結(jié)礦質(zhì)量波動的問題，提出一種燒結(jié)礦質(zhì)量級聯(lián)集成預(yù)測模型。首先，分析燒結(jié)過程中化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)質(zhì)變和量變關(guān)系，建立燒結(jié)礦質(zhì)量的機理模型根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析方法確定影響燒結(jié)礦質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，并將其區(qū)分為已知的配料參數(shù)信息和未知的燒結(jié)過程狀態(tài)參數(shù)依據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)穩(wěn)定性要求，建立TS模糊融合的GM1，1灰色模型和最小二乘支持向量機LSSVM集成模型，獲得燒結(jié)過程狀態(tài)參數(shù)合理的預(yù)測值。在此基礎(chǔ)上，分別建立具有全局逼近能力BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型BPNN和局部泛化能力的LSSVM模型以預(yù)測燒結(jié)礦質(zhì)量，并從信息論的觀點出發(fā)，提出一種根據(jù)預(yù)測誤差序列的變異程度加權(quán)的信息熵融合方法，通過對機理模型、BPNN和LSSVM模型的預(yù)測結(jié)果進行加權(quán)集成，獲得準(zhǔn)確的燒結(jié)礦質(zhì)量預(yù)測值。仿真結(jié)果和實際運行表明級聯(lián)集成模型的預(yù)測精度高于單級預(yù)測模型和級聯(lián)單一預(yù)測模型，能夠準(zhǔn)確預(yù)測燒結(jié)礦質(zhì)量，滿足配料計算對預(yù)測精度和數(shù)據(jù)完備性的要求。通過研究焦粉配比與燒結(jié)礦質(zhì)量之間的數(shù)值關(guān)系，建立以燒結(jié)礦質(zhì)量為約束的焦粉配比優(yōu)化模型通過研究燒結(jié)過程的主要物理、化學(xué)變化，建立基于熱平衡的焦粉配比下限模型，從而縮小焦粉配比優(yōu)化模型的搜索范圍，克服了傳統(tǒng)經(jīng)驗配比難以實現(xiàn)焦粉用量優(yōu)化的局限性，為實現(xiàn)燒結(jié)配料過程節(jié)能目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。2兼顧降低成本與減少硫含量的燒結(jié)配料多目標(biāo)優(yōu)化模型針對傳統(tǒng)配料方法中存在成本和污染物元素含量偏高，而一般的配料優(yōu)化模型既缺乏對燒結(jié)配料工藝過程的合理描述，也缺乏對能耗、環(huán)境效益的關(guān)注問題，結(jié)合燒結(jié)配料中一次配料與二次配料不同的工藝特點和指標(biāo)要求，在分析燒結(jié)過程原料關(guān)鍵化學(xué)成分指標(biāo)和經(jīng)濟性基礎(chǔ)上，以庫存量和燒結(jié)礦化學(xué)成分指標(biāo)為約束條件，建立一種基于線性加權(quán)和的燒結(jié)配料多目標(biāo)優(yōu)化模型（包括一次配料和二次配料多目標(biāo)優(yōu)化模型），較傳統(tǒng)的配料成本優(yōu)化模型而言，實現(xiàn)兼顧降低配料成本與減少硫含量的燒結(jié)配料多目標(biāo)優(yōu)化。3燒結(jié)配料多目標(biāo)綜合優(yōu)化方法在建立基于線性加權(quán)和的燒結(jié)配料多目標(biāo)優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計基于線性規(guī)劃LP和遺傳粒子群GAPSO的燒結(jié)配料多目標(biāo)綜合優(yōu)化算法，搜索一次配料與二次配料優(yōu)化模型的最優(yōu)配比。該算法首先采用LP方法求解基于線性加權(quán)和的燒結(jié)配料多目標(biāo)優(yōu)化模型的最優(yōu)解，若LP方法計算失效，則采用GAPSO算法進行搜索，算法搜索初期采用基本粒子群算法PSO，當(dāng)PSO收斂停滯，采用遺傳算法GA的交叉、變異操作增加粒子群的多樣性，避免了基本PSO算法收斂末期的振蕩特點，實現(xiàn)快速收斂。本文將燒結(jié)配料多目標(biāo)綜合優(yōu)化算法應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，實現(xiàn)燒結(jié)配料配比優(yōu)化。4基于粒度分布評估的混合制粒智能集成優(yōu)化控制策略混合料粒度分布影響因素眾多，而工藝指標(biāo)僅對混合料粒度分布進行定性描述。粒度分布優(yōu)化控制缺乏準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型和明確的優(yōu)化目標(biāo)，采用傳統(tǒng)優(yōu)化方法與控制策略難以實現(xiàn)粒度分布優(yōu)化控制。針對上述問題，本文提出一種基于粒度分布評估與優(yōu)化的控制算法。首先，提出粒級參數(shù)的概念，將連續(xù)的粒度分布用離散的粒級參數(shù)表示其次，分析篩分實驗粒級參數(shù)與對應(yīng)混合料的燒結(jié)狀態(tài)，采用料層厚度和平均透氣性指數(shù)建立模糊評估函數(shù)，建立粒級參數(shù)與對應(yīng)評估值的樣本集，采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立粒級參數(shù)的評估模型再次，以評估模型為目標(biāo)函數(shù)，以粒級參數(shù)為決策變量，在生產(chǎn)邊界條件的約束下采用PSO算法求解獲得最優(yōu)粒級參數(shù)最后，建立水分設(shè)定模型，通過代入最優(yōu)粒級參數(shù)求解得到制粒過程水分優(yōu)化設(shè)定值，克服了傳統(tǒng)水分控制難以實現(xiàn)粒度分布優(yōu)化控制的局限性。仿真實驗表明算法有效改善了制粒效果。5混合料制備過程優(yōu)化控制策略的工業(yè)應(yīng)用結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場實際，根據(jù)某360M2燒結(jié)生產(chǎn)線進行系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)流設(shè)計，建立燒結(jié)配料優(yōu)化與決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)兼顧配料成本與減少焦粉用量、降低硫含量目標(biāo)的綜合優(yōu)化，取得了明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

簡介：隨著計算機、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)的新型控制系統(tǒng)也隨之產(chǎn)生。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建立在覆蓋全球各個角落的互聯(lián)網(wǎng)之上，使得在全球任意位置的被控對象都能通過互聯(lián)網(wǎng)進行監(jiān)控，不再受控制距離及控制節(jié)點數(shù)的限制，改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制模式與信息傳遞方式互聯(lián)網(wǎng)上積累的豐富的信息資源，多媒體存儲、傳輸、應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，各種數(shù)據(jù)庫和相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，都給網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提供了優(yōu)良的控制環(huán)境和控制手段網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不需要建立專門的通信網(wǎng)絡(luò)，具有投資費用低的優(yōu)點，隨著各種移動通信網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)中，使網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更能實現(xiàn)特殊的控制功能?？傊W(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)點，必將在國防、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和人們的日常生活中獲得廣闊的應(yīng)用，也將對全球化、國際化的經(jīng)濟發(fā)展和人類生活方式的改變帶來重大的影響，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)巳成為當(dāng)今控制系統(tǒng)發(fā)展新方向和當(dāng)前控制界的熱門研究課題。另一方面，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)雖具有顯著的優(yōu)點，但也存在急需研究與解決的理論技術(shù)問題。主要有從控制器到執(zhí)行器之間的前向通道和從傳感器到控制器之間的反饋通道是通過互聯(lián)網(wǎng)連接，由于網(wǎng)絡(luò)的分時、復(fù)用、且?guī)捰邢蓿W(wǎng)絡(luò)中信息傳輸不可避免的產(chǎn)生時延，時延的長短與網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、傳輸量、傳輸距離、傳輸時間等諸多因素有關(guān)，具有顯著的不確定性、時變性和隨機性，不僅給控制系統(tǒng)的建模、分析、控制帶來了很大的困難，而且影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性與控制性能。故如何準(zhǔn)確地預(yù)估和檢測網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，進而提出合理的建模方法和高性能控制策略，是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)急需解決的一項理論與技術(shù)問題。在網(wǎng)絡(luò)中的某一時刻，某些節(jié)點同時有很多信息交換，有可能造成信息傳輸?shù)淖枞?、亂序與信息包的丟失，導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能的下降，甚至使整個控制系統(tǒng)崩潰。因此如何預(yù)防、補償網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸阻塞與信息丟包，提高傳輸?shù)目煽啃?，是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)另一項急需解決的理論和技術(shù)問題。本文針對網(wǎng)絡(luò)控制中系統(tǒng)中普遍存在的、由不確定信息傳輸時延引起的時滯效應(yīng)，首先研究了建模方法，研究含有無窮維因子的滯后環(huán)節(jié)并忽略其中對系統(tǒng)性能影響較小的高冪次項，采用有限維的模型來逼近。由于忽略該環(huán)節(jié)的高冪次項后使系統(tǒng)的模型產(chǎn)生一定誤差，故選用對模型不確定性有著較強魯捧性的ITAE控制策略對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。接著以抑制系統(tǒng)的擾動為目標(biāo)，進行系統(tǒng)的二次優(yōu)化控制。最后以具有自身滯后環(huán)節(jié)的加熱爐和具有較快動態(tài)響應(yīng)的無刷直流電機為被控對象，進行了仿真和實驗研究。在采用時間戳BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)傳輸時延進行預(yù)測的基礎(chǔ)上，運用動態(tài)規(guī)劃理論和李雅普諾夫穩(wěn)定性理論，分別導(dǎo)出了相應(yīng)的加熱爐網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)反饋矩陣，運用卡爾曼濾波對系統(tǒng)進行狀態(tài)估計，對系統(tǒng)伴隨的模型噪聲和量噪聲進行抑制，通過引入自適應(yīng)跟蹤器，對輸入信號中的擾動進行補償，給出仿真結(jié)果。為了精確控制加熱爐溫度，研究了加熱爐網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的最少拍DEADBEAT控制策略，首先分析了加熱爐網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的頻域離散數(shù)學(xué)模型，給出最少拍響應(yīng)數(shù)字控制器的設(shè)計方法并導(dǎo)出控制算法。仿真實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)獲得了響應(yīng)最快及無穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)良動態(tài)性能。此外，還討論了去紋波數(shù)字控制器設(shè)計方法。將多模型理論引入到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，將網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)臅r變時延參數(shù)映射為模型集，給出相應(yīng)的控制器設(shè)計思路和多模型切換規(guī)則，以及穩(wěn)定性分析。推導(dǎo)了交互式多模型控制算法，進行了仿真示例。最后，作出全文總結(jié)，歸納了本文所做工作的創(chuàng)新點，以及對后續(xù)研究工作的展望。

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簡介：火力發(fā)電機組熱力系統(tǒng)工作過程復(fù)雜，是十分典型的多變量非線性控制對象，在機組的運行過程中，機組熱力系統(tǒng)還具有十分明顯的滯后特性和時變特性?；鹆Πl(fā)電機組熱力系統(tǒng)的上述特點對傳統(tǒng)的PID控制方法提出了直接的挑戰(zhàn)。為了有效提高電廠熱工過程的控制品質(zhì)，基于模糊控制技術(shù)等一些人工智能控制方法的熱工過程的控制得到了迅速發(fā)展。模糊控制是一種基于規(guī)則的非線性控制方法，它不需要控制對象的精確數(shù)學(xué)模型，直接采用語言型控制規(guī)則實現(xiàn)控制過程。模糊控制規(guī)則是模糊控制器的核心，它的建立主要依賴于專家知識或操作人員的經(jīng)驗知識。當(dāng)控制器輸入?yún)?shù)數(shù)目大于3時，模糊控制規(guī)則的建立將十分復(fù)雜，甚至很難做到。針對傳統(tǒng)的模糊控制方法存在的問題，提出了一種基于分散模糊推理結(jié)構(gòu)的控制方法。該控制方法的基本思想在于，首先將輸入信息人為地劃分為若干組，對于每一組局部輸入信息，利用基于經(jīng)驗的模糊推理規(guī)則產(chǎn)生一個對應(yīng)的控制分量，最后根據(jù)各組輸入信息的重要程度，對各控制分量進行綜合以產(chǎn)生控制量。本文還結(jié)合火力發(fā)電機組熱工過程的幾個典型的控制問題，對前述的基于分散模糊推理結(jié)構(gòu)的控制方法的具體應(yīng)用進行了研究。本文設(shè)計了一種基于分散模糊推理結(jié)構(gòu)的過熱汽溫控制系統(tǒng)，增加了導(dǎo)前汽溫偏差及其變化率作為控制器的輸入?yún)?shù)，形成具有四個輸入?yún)?shù)的多變量模糊控制系統(tǒng)，對該控制系統(tǒng)的動態(tài)特性進行了仿真試驗研究，獲得了良好的控制品質(zhì)?；痣妴卧獧C組是典型的具有多輸入多輸出的非線性時變系統(tǒng)，各變量之間存在嚴(yán)重的耦合，其準(zhǔn)確模型難以建立，常規(guī)的線性PID控制系統(tǒng)難以在整個負荷變動范圍內(nèi)均取得優(yōu)良的控制品質(zhì)。本文建立了一種基于分散模糊推理的機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括三個二維模糊控制器FC1、FC和FCA。利用FC1和FC2通過分散模糊推理產(chǎn)生兩組模糊控制分量，進一步通過對每一組模糊控制分量的加權(quán)綜合，獲得汽輪機調(diào)節(jié)閥門開度和鍋爐燃燒率兩個控制輸出；同時，利用模糊控制器FCA實現(xiàn)權(quán)值的自適應(yīng)調(diào)整。仿真試驗表明，上述的單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)具有較好的控制品質(zhì)和自適應(yīng)能力。