簡介：碩士學(xué)位論文微生物反應(yīng)過程動力學(xué)建模與擾動控制DYNAMICMODELANDPERTURBATIONCONTROLOFAMICROORGANISM’一‘1HREACTIONRROCESS學(xué)21309125完成日期大連理工大學(xué)DALIANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著生物技術(shù)的發(fā)展，微生物反應(yīng)過程在國民經(jīng)濟(jì)中的地位也越來越重要。由于微生物反應(yīng)過程機(jī)理復(fù)雜，具有非線性、時(shí)變性、模型不確定性等特點(diǎn)，對微生物反應(yīng)過程進(jìn)行建模研究有著重要意義。另一方面，當(dāng)微生物反應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)較為顯著的隨機(jī)干擾或存在某些不確定因素時(shí)，經(jīng)典的控制方法很難在反應(yīng)過程控制應(yīng)用中取得良好的效果。因此，探究合適的建模方法和優(yōu)化控制策略，并將其應(yīng)用到微生物反應(yīng)過程具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本文針對這兩部分做了如下工作首先，研究了兩類基于單一限制性基質(zhì)的微生物反應(yīng)過程非結(jié)構(gòu)式動力學(xué)模型。第一類，建立了基于狀態(tài)反饋脈沖控制的微生物培養(yǎng)模型，并對該模型進(jìn)行理論分析。此外，通過對生物量產(chǎn)率的優(yōu)化，得到了最佳的底物控制水平和反應(yīng)器介質(zhì)的去除比例，提高了資源的利用率和生物量產(chǎn)量及質(zhì)量。第二類，建立了基于變結(jié)構(gòu)控制的微生物培養(yǎng)模型。利用UTKIN等效控制方法對模型進(jìn)行定性分析，給出正常平衡態(tài)、虛擬平衡態(tài)、偽平衡態(tài)以及切點(diǎn)的存在條件以及全局穩(wěn)定性。同時(shí)利用MATLAB軟件對所建立的模型進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)而驗(yàn)證了理論結(jié)果的正確性。其次，為了使微生物反應(yīng)過程處于穩(wěn)定的最佳操作狀態(tài)，同時(shí)消除振蕩現(xiàn)象，我們將最優(yōu)控制與滑?？刂葡嘟Y(jié)合，設(shè)計(jì)了滑模最優(yōu)控制器，用來跟蹤最優(yōu)控制下的奇異弧，并在瞬態(tài)條件達(dá)到生物量產(chǎn)量最大化。此外，針對于微生物連續(xù)反應(yīng)過程存在的不確定性因素可能會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定這一問題，采用區(qū)間二型模糊算法對反應(yīng)過程進(jìn)行控制。仿真結(jié)果表明在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生擾動時(shí)，區(qū)間二型模糊控制算法能夠使系統(tǒng)的動態(tài)性能得到有效的改善。關(guān)鍵詞微生物培養(yǎng)過程；動力學(xué)模型；最優(yōu)控制；滑?？刂疲粎^(qū)間二型模糊控制；穩(wěn)定性

簡介：生物乙醇屬于可再生能源的重要部分，利用木質(zhì)纖維轉(zhuǎn)化生物乙醇廣受社會的關(guān)注和支持。近年來，其科學(xué)研究取得較大進(jìn)展，但木質(zhì)纖維高效預(yù)處理、酶解糖化、C5C6糖協(xié)同發(fā)酵等關(guān)鍵技術(shù)仍是國內(nèi)外研究重點(diǎn)。為提高乙醇得率、簡化工藝、降低成本，針對楊木纖維生物轉(zhuǎn)化乙醇關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了以下研究1對稀磷酸浸漬結(jié)合蒸汽爆破楊木屑（簡稱酸爆楊木）處理效果分析。通過掃描電鏡SEM觀察纖維結(jié)構(gòu)變化，纖維素測定儀測定纖維素、半纖維素、木質(zhì)素成分變化。結(jié)果表明在2％WW磷酸，固液比1∶25，預(yù)浸漬1H，蒸汽爆破壓強(qiáng)2MPA，維壓時(shí)間180S條件下處理?xiàng)钅拘?，有效的破壞了木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)，使半纖維素降解率達(dá)到6471％，纖維素降解率達(dá)2059％。2以酸爆楊木屑為原料，還原糖濃度為評價(jià)指標(biāo)，研究了酶解溫度，初始PH值，酶解時(shí)間，酶量，復(fù)合酶比對酶解效果的影響。結(jié)果表明，酶解最佳條件酶解溫度45℃，初始PH55，酶量1520IUML，酶解時(shí)間816H，Β葡萄糖苷酶濾紙酶酶比156。獲得最高還原糖濃度6186MGML，還原糖得率高達(dá)7278％。進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得出因素影響大小的順序?yàn)槊副龋境跏糚H值＞酶解溫度，所得理論的最優(yōu)組合為初始PH52，酶解溫度46℃，酶比162。3以乙醇濃度為發(fā)酵效果評價(jià)指標(biāo)，通過挑選優(yōu)良菌種，比較不同的酶解、發(fā)酵工藝，獲得產(chǎn)乙醇效果較好的菌種和工藝流程，再對發(fā)酵過程進(jìn)行控制。具體試驗(yàn)如下①以純糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇，對原始釀酒酵母S1，馴化選育出的釀酒酵母優(yōu)勢菌株S2及紫外結(jié)合Γ射線誘變的釀酒酵母菌株S3進(jìn)行評價(jià)。獲得發(fā)酵效果最佳的菌株S2乙醇濃度3489GL，對應(yīng)的乙醇得率（葡萄糖計(jì)算理論得率）9122％。②以酸爆楊木屑為原料，驗(yàn)證單一酶解與復(fù)合酶解工藝的共發(fā)酵效果，結(jié)果表明，單一酶解共發(fā)酵乙醇最大濃度為1985GL，最高得率為4517％復(fù)合酶解共發(fā)酵乙醇最大濃度為3109GL，最高乙醇得率為7172％，乙醇得率提高了2655％。③以酸爆楊木屑為原料，對同步糖化發(fā)酵與共發(fā)酵工藝進(jìn)行比較，結(jié)果表明，大腸桿菌KO11與釀酒酵母S2共發(fā)酵效果最佳，乙醇濃度達(dá)到35GL，乙醇得率為8074％馴化選育出的優(yōu)勢菌株釀酒酵母S2的發(fā)酵乙醇濃度達(dá)3404GL。④從菌種耐受性、簡化工藝過程及高產(chǎn)乙醇得率等綜合考慮，以酸爆楊木為原料，選擇發(fā)酵菌種S2，對復(fù)合酶解發(fā)酵過程進(jìn)行控制。研究酶解時(shí)間和通氣時(shí)間對發(fā)酵的影響。結(jié)果表明，乙醇濃度隨著酶解時(shí)間的增加呈現(xiàn)上升趨勢，在酶解816H乙醇濃度達(dá)到30GL以上，具有較好的效果。隨著通氣時(shí)間的增加，還原糖被利用的越徹底，乙醇濃度升高通氣時(shí)間最佳為68H時(shí)，乙醇濃度最高為3491GL，乙醇得率為8053％。通過電鏡掃描、GCMS法分析酶解發(fā)酵對酸爆楊木的影響。隨著酶解、發(fā)酵的進(jìn)行，酸爆楊木結(jié)構(gòu)破壞程度逐漸加深。GCMS分析鑒別出液體中均含十多種化合物（酚類、苯類、烷類）及成分的變化。結(jié)果表明，酸爆預(yù)處理產(chǎn)生了抑制物，酶解過程伴隨有抑制物的增多發(fā)酵液中出現(xiàn)了酸類物質(zhì)，其中十六烷酸濃度的不同很可能是影響發(fā)酵效果的重要因素。4發(fā)酵動力學(xué)初步探究，分析純糖和酸爆楊木復(fù)合酶解發(fā)酵的底物消耗及產(chǎn)物生成的關(guān)聯(lián)性，其線性相關(guān)性相似，即還原糖消耗率和乙醇生產(chǎn)率成正比例下降。同時(shí)，對發(fā)酵菌種生長曲線進(jìn)行測定。根據(jù)酸爆楊木復(fù)合酶解發(fā)酵工藝過程的具體情況，初步分析并假設(shè)出還原糖G的動力學(xué)模型。

簡介：三氯乙醛（CH）是除三鹵甲烷和鹵乙酸以外的具有遺傳毒性和致畸性的第三大類消毒副產(chǎn)物（DBPS）。南方地區(qū)常年高溫多雨、水體中藻類爆發(fā)頻繁，CH容易產(chǎn)生超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，但目前水廠實(shí)踐和文獻(xiàn)中，都缺乏控制CH經(jīng)濟(jì)高效的方法。本課題通過研究不同水廠工藝過程中不同極性有機(jī)物的CH生成和去除情況，為CH控制方案的形成提供指導(dǎo)，并針對南方地區(qū)的不同水源和工藝特點(diǎn)，采用強(qiáng)化混凝、炭砂濾池來控制CH。常規(guī)工藝和臭氧活性炭工藝（O3BAC）中不同極性有機(jī)物的CH生成與去除研究表明混凝沉淀、BAC工藝對CH及其前體物去除率最高，而砂濾工藝對其去除率較低。原水中以親水性有機(jī)物為主，其次為強(qiáng)疏水性有機(jī)物和弱疏水性有機(jī)物。混凝沉淀主要去除的是藻類、顆粒性有機(jī)物和大分子疏水性有機(jī)物，BAC主要去除的是親水性有機(jī)物。常規(guī)工藝中CH超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)高，提高常規(guī)工藝對CH控制效果的最經(jīng)濟(jì)、有效的方法是強(qiáng)化混凝沉淀工藝、提高砂濾池的去除效果。改變混凝條件研究表明PH為60～70時(shí)，新絮凝劑對CH前體物的去除效果明顯好于聚合氯化鋁（PAC）；PH為70～85時(shí)，PAC的去除效果更好；兩種絮凝劑在PH為70時(shí)，CH的生成量都最低。低投加量時(shí)（2～6MGL），新絮凝劑對CHFP去除效果好于PAC；在6MGL最佳投量下，PAC和新絮凝劑對CHFP的去除率分別為6320％和6960；在高投量時(shí)（6～10MGL），PAC的處理效果較好。投加PAM對CH前體物去除效果好于HCA。吸附聯(lián)合混凝研究表明粉炭適用于單獨(dú)吸附或與混凝聯(lián)合去除CH前體物，最適投量為30MGL，粉炭單獨(dú)吸附對1天的CH生成量（CH1D）和CHFP的去除率分別為5749和7521；與單純混凝相比，粉炭聯(lián)合混凝對CH1D和CHFP去除率分別提高了1426和1849。粉炭、膨潤土對CH吸附效果較好。預(yù)氧化聯(lián)合混凝研究表明KMNO4、CLO2、H2O2和超聲聯(lián)合混凝對CH前體物去除效果最好，KMNO4、CLO2和H2O2最適投量分別為04MGL、05MGL和30MGL，超聲最適參數(shù)為70W，40KHZ，15S。與單純混凝相比，增加KMNO4、CLO2、H2O2、超聲對CH1D和CHFP的去除率分別提高了967和236、1218和215、637和589、434和584。CL2、O3、O3H2O2聯(lián)合混凝可增大CH的生成量，且O3H2O2比O3的CH生成量更高。炭砂濾柱對于CH及其前體物的去除研究表明濾柱對CH及其前體物有很好的去除效果，出水中CH都小于100ΜGL，CHFP均值為1520ΜGL。炭砂濾柱對CH和CH前體物平均去除率為9911和4138。炭和砂最適厚度分別為10M和04M，相應(yīng)的CH前體物去除率為4237。曝氣炭砂濾柱最適氣水比為014，對CH前體物的去除率可提高480。濾柱最適濾速為8MH，相應(yīng)的CH前體物去除率為4463。

簡介：中間相瀝青基炭纖維因其前驅(qū)體原料成本低，且具有低膨脹系數(shù)、高模量、高熱導(dǎo)率等優(yōu)異性能，被認(rèn)為極具發(fā)展?jié)摿?，在航空、航天、汽車等領(lǐng)域中作為先進(jìn)復(fù)合材料的增強(qiáng)體有著廣泛的應(yīng)用前景。中間相瀝青基炭纖維的制備需要經(jīng)過中間相瀝青的精煉、熔融紡絲、預(yù)氧化碳化等工藝過程，由于熔融紡絲過程極大影響了中間相瀝青液晶分子的取向及排布進(jìn)而影響中間相瀝青基炭纖維的結(jié)構(gòu)和性能，因此探索紡絲工藝對中間相瀝青基炭纖維結(jié)構(gòu)及性能的影響規(guī)律則尤為重要。本文采用族組分分析、偏光顯微分析、熱重分析、流變分析等表征方法對MP1、MP2兩種國產(chǎn)中間相瀝青進(jìn)行表征分析，研究兩種中間相瀝青的物理化學(xué)性質(zhì)，明確兩種中間相的可紡性及可紡區(qū)間。在探索出合適的紡絲工藝條件基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)研究了噴絲孔長徑比、紡絲溫度對MP1、MP2所紡炭纖維截面結(jié)構(gòu)形貌的影響。并以MP2中間相瀝青為原料，利用TAGUCHI正交設(shè)計(jì)方法確定了瀝青基炭纖維紡絲過程中影響纖維直徑及放射狀截面劈裂角的最主要因素及其變化規(guī)律。MP1、MP2兩種中間相瀝青光學(xué)組織結(jié)構(gòu)都為流線型結(jié)構(gòu)，中間相含量為100％。MP1軟化點(diǎn)為209℃，MP2軟化點(diǎn)為243℃，兩種中間相瀝青長時(shí)間保溫之后熱穩(wěn)定性都較差，但MP2熱穩(wěn)定性要好于MP1。隨著噴絲孔長徑比增大，MP1的連續(xù)可紡性先增加后減少，所紡炭纖維截面結(jié)構(gòu)均為放射狀大角度劈裂。MP2在熔融紡絲過程中，隨著噴絲孔長徑比的增大，其連續(xù)可紡時(shí)間單調(diào)遞減，炭纖維截面結(jié)構(gòu)由放射狀大角度劈裂到中心放射邊緣無規(guī)狀到部分劈裂放射狀轉(zhuǎn)變。MP1所紡炭纖維截面結(jié)構(gòu)未隨紡絲溫度的升高而變化，為大角度放射狀劈裂結(jié)構(gòu)。隨著紡絲溫度的提高，MP2連續(xù)可紡性增加，炭纖維的截面結(jié)構(gòu)由類放射狀結(jié)構(gòu)向放射狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，并出現(xiàn)大角度劈裂結(jié)構(gòu)。MP1、MP2所紡炭纖維模量都隨紡絲溫度的升高而降低，MP2所紡炭纖維模量總體要高于MP1。通過正交實(shí)驗(yàn)，得出影響炭纖維直徑的因素按重要性排序依次是卷筒轉(zhuǎn)速，噴絲孔入口角，紡絲溫度，紡絲壓力。影響放射狀截面炭纖維劈裂角角度最顯著的因素是噴絲孔入口角，隨著入口角增大，纖維劈裂角度減小。

簡介：點(diǎn)擊查看更多離心泵性能測定遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng).pdf精彩內(nèi)容。

簡介：隨著鐵路向重載化的快速發(fā)展，道岔用鋼軌的服役條件愈加苛刻；同時(shí)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的珠光體鋼軌各項(xiàng)性能已達(dá)到極限。目前道岔用貝氏體鋼軌的軋后熱處理方式在保證組織及力學(xué)性能后，彎曲變形導(dǎo)致矯后殘余應(yīng)力大，使用壽命短，且生產(chǎn)成本高。因此研究道岔用貝氏體鋼軌的軋后控制冷卻工藝尤為重要。本文以道岔用貝氏體鋼軌為研究對象，通過測定靜態(tài)CCT曲線及不同冷速下的掃描組織測定，以及相變前與相變區(qū)間控制冷卻的5個(gè)模擬方案的模擬計(jì)算分析。利用GLEEBLE1500D熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，對形變奧氏體的不同冷速下的組織進(jìn)行了掃描電鏡觀察分析；利用有限元模擬軟件DEFM3D，模擬計(jì)算了相變前以及相變區(qū)間控制冷卻過程中溫度的變化規(guī)律，定量分析了溫度、組織、應(yīng)力和彎曲變形之間的相互影響。道岔用貝氏體鋼軌的CCT曲線測定表明未變形處理的奧氏體以005℃S～1℃S的冷速連續(xù)冷卻時(shí)，隨著冷速的增加組織由粒狀貝氏體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；變形處理的奧氏體以02℃S～2℃S的冷速連續(xù)冷卻時(shí)，隨著冷速的增加組織由粒狀貝氏體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟛糠值鸟R氏體少量板條貝氏體。道岔用貝氏體鋼軌相變前控制冷卻模擬計(jì)算結(jié)果表明最優(yōu)方案2中鋼軌在熱處理結(jié)束后得到993的貝氏體組織；縱向最大拉應(yīng)力為75MPA，最大壓應(yīng)力為67MPA；最終Y方向彎曲撓度為000483MM彎向軌底長邊方向，Z方向彎曲撓度為0195MM彎向軌頭方向。道岔用貝氏體鋼軌相變區(qū)間控制冷卻模擬計(jì)算結(jié)果表明方案4得到的貝氏體量為138，明顯少于方案5的356；兩個(gè)方案最終的最大拉應(yīng)力分別為696MPA、706MPA；最大壓應(yīng)力分別為258MPA、235MPA；方案4的Y方向彎曲撓度為0094MM，彎向軌底長邊方向，Z方向彎曲撓度為0214MM，彎向軌頭方向；方案5的Y方向彎曲撓度為005MM，彎向軌底長邊方向，Z方向彎曲撓度為0205MM，彎向軌頭方向。實(shí)驗(yàn)及模擬計(jì)算表明在保證組織及性能的前提下，通過控制冷卻能夠減小彎曲變形度，降低矯后殘余應(yīng)力，為道岔鋼軌軋后熱處理工藝制定提供了切實(shí)可靠的理論依據(jù)。

簡介：中國為中藥生產(chǎn)大國，中藥與人們生活息息相關(guān)，其產(chǎn)品質(zhì)量問題日益受到人們的關(guān)注，同時(shí)中藥生產(chǎn)過程中的能耗問題日益突出。因此，中藥生產(chǎn)企業(yè)越來越重視對中藥生產(chǎn)過程的能效管理及優(yōu)化研究。建設(shè)中藥制藥過程能效管理系統(tǒng)有助于提高中藥企業(yè)的信息化水平以及增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)效率；研究中藥制藥優(yōu)化控制策略，有利于提高中藥原料的利用率，降低能耗，提高產(chǎn)品的質(zhì)量以及競爭力，對中國的中藥發(fā)展有著長遠(yuǎn)的重要意義。本文所研究的中藥生產(chǎn)過程監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)采用分布式、開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將中藥生產(chǎn)的提取、濃縮、醇沉等工藝流程以及其他操作環(huán)節(jié)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，分別從采集控制層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、過程監(jiān)控層和管理應(yīng)用層四個(gè)方面對中藥生產(chǎn)過程監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了整個(gè)中藥生產(chǎn)過程能耗信息實(shí)現(xiàn)自動采集、自動分析與自動管理，提高了現(xiàn)代化制藥的信息化水平。搭建好中藥生產(chǎn)過程能效管理系統(tǒng)，然后對中藥制藥的首要環(huán)節(jié)也是關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量與能耗的提取工段進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化控制策略研究，中藥提取環(huán)節(jié)屬于流程工業(yè)，根據(jù)其具有的非線性、大時(shí)滯、強(qiáng)耦合等復(fù)雜特性，提出采用混合智能優(yōu)化控制策略，綜合運(yùn)用預(yù)設(shè)定模型、反饋補(bǔ)償模型、前饋補(bǔ)償模型以及濃度預(yù)報(bào)模型，對提取工段的最終控制目標(biāo)提取率控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，從而提高中藥提取環(huán)節(jié)的藥材利用率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

簡介：冗余設(shè)計(jì)是提高磁懸浮軸承可靠性的最有效途徑和方法。具有冗余結(jié)構(gòu)的磁懸浮軸承重構(gòu)后的剛度是磁懸浮軸承最重要的技術(shù)指標(biāo)，它決定著所支承轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性。本文研究控制參數(shù)對磁懸浮軸承重構(gòu)剛度的影響。首先，本文介紹了磁懸浮軸承剛度和容錯(cuò)控制方面的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了磁懸浮軸承的容錯(cuò)控制的重要意義，以及磁懸浮軸承線圈失效后的剛度變化情況，推導(dǎo)了磁懸浮軸承以單磁極對和差動連接方式工作時(shí)等效剛度的理論公式。理論表明控制器參數(shù)、功率放大器和傳感器的增益、頻率都是影響等效剛度的因素。其次，在MATLABSIMULINK中建立磁懸浮軸承系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析了重構(gòu)過程中控制參數(shù)對磁懸浮軸承性能的影響。仿真結(jié)果顯示控制參數(shù)在一定的范圍內(nèi)，可以滿足磁懸浮軸承系統(tǒng)穩(wěn)定地從正常狀態(tài)過渡到失效狀態(tài)。然后對磁懸浮軸承剛度的測試進(jìn)行了仿真分析，將仿真測試出的磁懸浮軸承剛度與理論公式計(jì)算得到的剛度值進(jìn)行對比結(jié)果表明兩者具有較好的一致性。通過調(diào)整控制參數(shù)的方法，測試了不同控制參數(shù)對應(yīng)的剛度值。此外，還研究了差動連接的磁懸浮軸承系統(tǒng)不同失效形式下的重構(gòu)過程以及剛度的變化。結(jié)果表明，磁懸浮軸承系統(tǒng)在一定的控制參數(shù)范圍內(nèi)能夠完成重構(gòu)并且保持剛度不變。最后，在一個(gè)單自由度磁懸浮軸承重構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了重構(gòu)以及剛度測量實(shí)驗(yàn)，對上述理論分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。當(dāng)磁懸浮系統(tǒng)以單磁極對方式工作時(shí)，得出在線圈失效后可以完成重構(gòu)過程的控制參數(shù)范圍。然后對磁懸浮軸承的剛度進(jìn)行測試，得出失效前與失效后的剛度值。此外，還研究了差動連接的磁懸浮軸承系統(tǒng)不同失效形式下的重構(gòu)過程以及剛度的變化。結(jié)果表明，磁懸浮軸承系統(tǒng)在一定的控制參數(shù)范圍內(nèi)能夠完成重構(gòu)并且保持剛度不變。

簡介：分類號學(xué)校代碼10426密級學(xué)號2013040012碩士學(xué)位論文MASTERDEGREETHESIS非線性優(yōu)化控制在化工過程非線性優(yōu)化控制在化工過程CSTRCSTR中的應(yīng)用研究中的應(yīng)用研究作者劉歡劉歡指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師高德欣高德欣學(xué)科專業(yè)學(xué)科專業(yè)控制科學(xué)與工程控制科學(xué)與工程專業(yè)代碼專業(yè)代碼081100研究方向研究方向控制理論與控制工程控制理論與控制工程2016年6月8日青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文非線性優(yōu)化控制在化工過程CSTR中的應(yīng)用研究摘要連續(xù)攪拌釜CSTR（CONTINUOUSSTIRREDTANKREACT）是一個(gè)典型的化工動態(tài)過程，過程中存在著嚴(yán)重非線性、外界干擾等現(xiàn)象，這些因素不但會破壞控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著當(dāng)代工業(yè)對控制系統(tǒng)的性能和精度要求在不斷提高，對溫度控制的要求也在不斷提高，因此，化工過程CSTR系統(tǒng)最優(yōu)控制課題的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文首先簡述了非線性系統(tǒng)和最優(yōu)控制理論的研究現(xiàn)狀，然后，針對具有一類表達(dá)形式的化工過程CSTR系統(tǒng)，研究最優(yōu)控制算法，包括狀態(tài)調(diào)節(jié)器問題、輸出調(diào)節(jié)器問題、跟蹤控制問題、以及受擾系統(tǒng)的擾動抑制跟蹤控制問題。本文的主要內(nèi)容概括如下1介紹了非線性系統(tǒng)的基本概念及其研究現(xiàn)狀和主要方法，引出仿射非線性系統(tǒng)的概念，針對一類典型的非線性連續(xù)攪拌反應(yīng)釜CSTR系統(tǒng)進(jìn)行分析和建模。給出反饋線性化相關(guān)的部分微分幾何基礎(chǔ)知識，基于此給出一種非線性最優(yōu)控制規(guī)律的求解方式。2考慮非線性化工過程CSTR系統(tǒng)，在反饋線性化的基礎(chǔ)上提出最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方式，首先，將系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題轉(zhuǎn)化為求解兩點(diǎn)界限值問題，求出最優(yōu)控制律。然后，為了解決狀態(tài)反饋的工程構(gòu)成問題，運(yùn)用模型轉(zhuǎn)換方法，提出構(gòu)造狀態(tài)觀測器，并提供了設(shè)計(jì)方法。3由于輸出反饋在物理實(shí)現(xiàn)上優(yōu)于狀態(tài)反饋，進(jìn)而針對非線性化工過程CSTR系統(tǒng)，設(shè)計(jì)二次型最優(yōu)輸出調(diào)節(jié)器，考慮輸出反饋的功能不及狀態(tài)反饋的功能這一問題，提出一種用動態(tài)補(bǔ)償器設(shè)計(jì)最優(yōu)調(diào)節(jié)器的方法，通過維數(shù)增廣，把動態(tài)輸出反饋問題轉(zhuǎn)換為狀態(tài)反饋，求解最優(yōu)控制律。4考慮化工過程中對溫度控制精確性的要求，針對非線性化工過程CSTR系統(tǒng)，研究最優(yōu)跟蹤控制問題，在將非線性系統(tǒng)模型線性化的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)最優(yōu)跟蹤控制律，使系統(tǒng)輸出能夠漸近跟蹤到期望輸出，并且保證誤差極小這一前提條件，利用仿真計(jì)算校驗(yàn)該方法的有效可行性。5針對一類受擾動的化工過程CSTR系統(tǒng)模型，研究最優(yōu)擾動抑制跟蹤控制問題。利用反饋線性化方法，對受擾CSTR模型進(jìn)行線性化，首先，提出一種最優(yōu)擾動抑制跟蹤控制律的求解方法。進(jìn)一步，利用內(nèi)模原理，通過模型轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)無靜差最優(yōu)擾動抑制跟蹤控制策略。

簡介：有機(jī)朗肯循環(huán)是實(shí)現(xiàn)低品位熱源回收利用的有效技術(shù)途徑，對于減少化石能源消耗，提高能源綜合利用效率，降低工業(yè)運(yùn)行成本以及減少污染物的排放等具有重要意義。設(shè)計(jì)可靠性高、性能優(yōu)良的控制系統(tǒng)，對于提高有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電技術(shù)的競爭力是十分必要的。本文對有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電過程的建模與先進(jìn)控制方法進(jìn)行了深入研究，主要工作概括如下1以質(zhì)量守恒方程和能量守恒方程為基礎(chǔ)，通過合理的簡化假設(shè)，采用移動邊界法建立蒸發(fā)器和冷凝器的簡化模型。通過機(jī)理分析建立渦旋式膨脹機(jī)和工質(zhì)泵的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)各部件之間的輸入輸出關(guān)系連接各部件模型，構(gòu)建面向控制的有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)模型。該模型階次低，并且保留了系統(tǒng)的非線性特性，適合于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合。2跟蹤余熱能量運(yùn)行方式下的有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，在大范圍工況下運(yùn)行時(shí)，具有強(qiáng)非線性。本文應(yīng)用線性變參數(shù)LPV增益調(diào)度控制方法，選取余熱熱源的質(zhì)量流量和溫度作為調(diào)度變量，采用雅可比線性化方法將余熱發(fā)電系統(tǒng)的非線性模型轉(zhuǎn)化為具有凸多面體結(jié)構(gòu)的LPV模型，然后利用線性矩陣不等式方法LMI對凸多面體各頂點(diǎn)分別設(shè)計(jì)控制器，最后綜合各個(gè)頂點(diǎn)控制器得到全局LPV控制器。在與傳統(tǒng)的PI控制算法比較中，仿真結(jié)果證明了該方法的優(yōu)越性。3大多數(shù)工業(yè)過程都是多變量、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，同時(shí)，過程對象時(shí)常受到環(huán)境變化、操作條件改變等不確定性的影響，無法獲得精確的數(shù)學(xué)模型。針對此問題，本文提出偏最小二乘PLS框架下的多回路H∞魯棒控制策略。利用PLS子空間下變量自動配對和正交的特性，將耦合的多變量系統(tǒng)控制問題分解為子空間下的多個(gè)單回路控制器設(shè)計(jì)，有效解決了病態(tài)系統(tǒng)和非方系統(tǒng)中變量配對及解耦困難的問題，并通過精餾塔和混合槽兩個(gè)仿真實(shí)例證明了該方法的有效性。4將所提出的多回路魯棒控制方法應(yīng)用到典型的多變量耦合系統(tǒng)跟蹤負(fù)荷指令運(yùn)行方式下的有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電過程。首先采用動態(tài)濾波器法建立余熱發(fā)電系統(tǒng)的PLS動態(tài)模型，考慮到實(shí)際系統(tǒng)中存在的模型失配以及熱源擾動等不確定性因素，采用混合靈敏度方法在PLS框架下設(shè)計(jì)多回路魯棒控制器，仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法的可行性和優(yōu)越性。

簡介：西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文大跨度連續(xù)梁拱橋施工全過程幾何控制方法姓名吳天申請學(xué)位級別碩士專業(yè)橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師祝兵201205西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1I頁ABSTRACTWIMTHEDEVELOPMENTOFRAILWAYUNDERTAKING，THETRAINSPEEDWASINCREASING，WHICHPROMOTEDTHEAPPEARANCEOFLONGSPAN，LIGHT，F(xiàn)LEXIBLEBRIDGESTHES仃UCTUREOFLARGESPANRAILWAYBRIDGEISHIGHERDEMANDSTHEBRIDGETHATISMADEOFONLYBYSINGLEBEAM，ARCHISNOLONGERMEETINGTHEREQUIREMENTSOFLARGESPANANDOUTWARDAPPEARANCETHESTUDYOFITSGEOMETRICLINEARFORMINCONSTRUCTIONANDTHESTRESSOFLARGESPANARCHBEAMBRIDGEISBECOMINGMOREANDMOREIMPORTANTNEDEVELOPMENTOFCONSTRUCTIONPROCESSOFCOMPOSITEBRIDGEISREVIEWED，ANDTHECONTROLMETHODANDCONTROLTHEORYOFITDURINGEVERYCONSTRUCTIONSTEPISEXPRESSEDINTHISTHESISTHEFEM，THEWAYHOWTOBUILDASIMULATIONMODELANDTHEWAYTOMONITORANDCONTROLTHEBEAM，THEARCH，THEBOOMDURINGCONSTRUCTIONISALSOINTRODUCEDTHEWAYTOMONITORANDCONTROLTHELINCROFBEAMANDTHESTRESSOFITINDETAILISINTRODUCEDINTHISTHESIS，SODOESTHELIFTINGPROCESSOFTHEMAINARCHANDTHEBOOMFORSOMANYWAYSSUCHASTHEMONITOROFARCHANDFRAME，RETENTIONOFTHEBOOMETC，THELINEARFORMOFTHEBEAMANDTHEARCHMEETSWELLWITLLTHECALCULATIONMODEL111ERESULTSOFCALCULATIONANDMONITORISCOMPAREDINTHISTHESISFORTHECONTRAST，THESETWORESULTSCANCHECKEACHOTHERWHICHCALLGUIDETHEFURTHERCONSTRUCTIONSTEPTHEGENERALWAYOFGEOMETRICCONTROLOFLARGESPANARCHBEAMBRIDGEISGIVEDOUTINTHISTHESISACCORDINGTOTHECONSTRUCTIONOF“FIRSTBEAMAFTERARCH“，THEWHOLEBRIDGE’SSTRESSANDLINEARFORMISMONITOREDANDCOMPAREDTOTHECALCULATIONRESULTS，THUS，THEWHOLEBRIDGEISWELLCONTROLLEDALLTHESEHAVEBEENDONEMAYPROVIDECERTAINTHEORETICALBASISFORTHESIMILARBRIDGESDURINGDESIGNANDCONSTRUCTIONKEYWORDSBEAMARCHCOMBINATIONBRIDGE，SIMULATIONANALYSISMODEL，F(xiàn)IELDMONITORINGLINEARFORMANDTHESTRESS

簡介：隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的普及，發(fā)布訂閱通信模式以其出色的解耦合特性適用于分布式系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)信息源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)信息宿節(jié)點(diǎn)的情況，得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。但是，目前基于發(fā)布訂閱中間件的研究局限于單條消息的處理，而忽視了多條消息在流程中的關(guān)聯(lián)關(guān)系。論文針對該問題，提出了發(fā)布訂閱中間件中的可配置流程控制機(jī)制，用戶制定流程規(guī)則之后，具有流控機(jī)制的中間件將流程規(guī)則解析為流程實(shí)例，并根據(jù)流程實(shí)例動態(tài)對經(jīng)由中間件的信息進(jìn)行合法性判斷。論文的主要貢獻(xiàn)有1規(guī)范基于主題的發(fā)布訂閱系統(tǒng)中的流程建模方式，提出流程定義元模型BPMM在此基礎(chǔ)上，提出一套文本語言BPDL用于描述流程流程規(guī)則以BPDL的形式被記錄在配置文件中，以達(dá)到分離流程定義與流程控制、方便流程規(guī)則的靈活調(diào)整的目的。2提出中間件層的流程控制機(jī)制，為基于發(fā)布訂閱的分布式系統(tǒng)提供一個(gè)通用的流程控制框架。使用該流程控制機(jī)制，中間件可在無需對應(yīng)用組件提出額外要求的情況下，對系統(tǒng)中流動的消息進(jìn)行合法性判斷和處理設(shè)計(jì)了流程控制框架的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了流程規(guī)則配置和流程控制的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)機(jī)制，在保障流控功能正確有效的前提下，盡量減少對中間件性能的影響。3基于信息集成管理軟件實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證可配置流程控制機(jī)制，對集成后的軟件進(jìn)行功能和性能測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，論文提出的流程控制機(jī)制可有效防止錯(cuò)誤流程運(yùn)行。

簡介：隨著現(xiàn)場總線技術(shù)以及嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)代過程控制儀表正向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展?，F(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用使過程控制儀表突破了傳統(tǒng)通信方式對時(shí)間和距離的限制，使得在相對較大的范圍內(nèi)通信變得十分容易。嵌入式技術(shù)的應(yīng)用使過程控制儀表的集成度更高，對數(shù)據(jù)的處理能力更強(qiáng)，能夠提供良好的人機(jī)界面，同時(shí)具有可編程性，使用起來也更加靈活、有效、人性化。本文通過對過程控制儀表的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢的研究，設(shè)計(jì)了一種基于ARM的現(xiàn)場總線過程控制儀表平臺（以下簡稱控制儀表平臺）。控制儀表平臺可以測量多種過程參量，通過軟件定制并搭接少量外圍電路就可以構(gòu)成相應(yīng)的過程控制儀表，從而實(shí)現(xiàn)對溫度、流量、壓力、液位、濃度等過程參量的檢測與控制。本文主要的工作內(nèi)容如下首先，在對現(xiàn)場總線技術(shù)以及嵌入式技術(shù)有了詳細(xì)了解的基礎(chǔ)上，對控制儀表平臺的硬件進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，主要包括ARM控制器模塊、過程輸入輸出通道、開關(guān)量輸入輸出通道、輸入按鍵、顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、CAN總線模塊、RS485總線模塊以及PROFIBUSDP通訊模塊。其次，對控制儀表平臺的各個(gè)模塊的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對ΜCOSⅡ操作系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并詳細(xì)給出了其在STM32上的移植過程，同時(shí)設(shè)計(jì)了各模塊相應(yīng)的程序代碼與程序流程圖。最后，以溫度控制為例，將PID控制算法應(yīng)用于控制儀表平臺，進(jìn)行了針對電加熱箱的溫度控制實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。本控制儀表平臺基于ARM進(jìn)行開發(fā)，具有集成度高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、支持通信方式種類多、功耗較低等優(yōu)點(diǎn)。該控制儀表平臺的研究，重點(diǎn)解決了儀表網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)的問題，所設(shè)計(jì)的PROFIBUSDP標(biāo)準(zhǔn)的儀表平臺，對先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化過程控制儀表的開發(fā)提供了一種先進(jìn)的方案。

簡介：智能電網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)主要應(yīng)用在保護(hù)、測控等保證電網(wǎng)安全運(yùn)行等方面隨著國家電網(wǎng)智能無人值班變電站的普及變電站綜合自動化的發(fā)展全面促進(jìn)了變電站技術(shù)和運(yùn)行管理水平的提高智能變電站對安全防護(hù)的遠(yuǎn)程控制也是實(shí)現(xiàn)無人值班變電站的必要功能。本文對變電站安全防護(hù)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先對現(xiàn)有的變電站安全防護(hù)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了研究。其次設(shè)計(jì)了智能變電站遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案包括系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方案、主要功能的設(shè)計(jì)溫度測量模塊的設(shè)計(jì)、GSM通信功能模塊的設(shè)計(jì)、通信功能的設(shè)計(jì)和信息采集控制功能的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)駐馬店地區(qū)無人值班變電站的實(shí)際情況在OPEN3000軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究有關(guān)安全防護(hù)相關(guān)拓展功能對實(shí)現(xiàn)無人值班遠(yuǎn)程控制門禁系統(tǒng)的可行性進(jìn)行了分析開發(fā)了無人值班遠(yuǎn)程控制門禁遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括其總體設(shè)計(jì)、信號發(fā)射裝置的設(shè)計(jì)、遙控控制裝置的設(shè)計(jì)開發(fā)以及遠(yuǎn)程控制軟件的設(shè)計(jì)。將該系統(tǒng)應(yīng)用在智能變電站綜合自動化系統(tǒng)中成為其拓展功能。最后在駐馬店地區(qū)金橋無人值班變電站中應(yīng)用了智能變電站遠(yuǎn)程控制門禁系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行證明該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能該系統(tǒng)為運(yùn)行值班人員提供更加便利的管理環(huán)境、提高了工作效率、節(jié)省了車輛的油耗。

簡介：國內(nèi)圖書分類號“竹827國際圖書分類號西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文掛太墮廑暹金鎏斜拉疊全過猩監(jiān)控史的遲羞控趔密級公開年級三雯雯』∑級姓名謝明圭申請學(xué)位級別王堂亟專業(yè)楹粱墨隧道王猩指導(dǎo)老師B二查數(shù)援二零一一年五月十日西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書，7本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1保密口，在年解密后適用本授權(quán)書；2不保密∥使用本授權(quán)書。請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打‘‘、／”學(xué)位論文作者虢評暇占指鍘讎J、一立日期矽，／5孑。日期2_TOFF萬弓礦