塑料制品成型过程自适应动态模型及其实时智能控制

构造了一个自适应动态模型,实现对注塑成型过程参数的实时智能控制,使产品成型总处于最优状态。作者基于一个优化的BP神经网络,建立一个计算质量指标的数学控制模型,并通过正交试验为自适应控制模型提供过程参数调整顺序的动态规则,通过研究专家知识为自适应控制模型提供过程参数调整方向的经验规则。该系统显著降低了废品率,实用性强。     

基于自适应模糊PID的注塑机温度控制及仿真

为了对注塑机温度精确控制,针对注塑机温度在传统比例积分微分(PID)控制系统中存在的控制偏差大、调节速度慢等诸多不足的现状,提出将模糊控制器和PID控制器相结合,构造成一个自适应模糊PID控制器,运用MATLAB软件建立传统PID和自适应模糊PID控制器模型,对机筒温度进行仿真对比。设定200℃为给定温度,最终仿真结果显示,与传统PID控制器相比,自适应模糊PID控制器实现了注塑机温度的实时控制,达到了超调量小,升温快速及稳态无误差等要求。表明了自适应模糊PID控制器比传统PID控制器对温度的控制效果更加良好。     

基于自适应逆的温度控制系统

介绍了自适应逆控制方案,采用变步长LMS自适应滤波算法,用该算法建立对象的模型、对象逆模型,并设计了自适应逆控制器。将这种控制方案应用到含有大惯性、纯滞后的系统。仿真结果表明,此种方案鲁棒性及动态性能较好。     

发泡成型机蒸汽压力的神经网络自适应逆控制研究

针对发泡成型机蒸汽压力的非线性系统存在控制精度差和动态性能不佳的问题,设计了基于神经网络的自适应逆控制方法。建立了发泡成型机蒸汽压力的参考模型,利用参考模型的输入输出对训练单层神经网络逆模型作为逆控制器,并采用LMS自适应算法在线调节神经网络权向量。通过与PID控制器进行对比实验,结果表明,所设计的神经网络自适应逆控制方法提高了蒸汽压力的稳定性以及快速响应能力,几乎不存在系统超调。     

硼铁矿开发研究

论述了作为后备硼资源—硼铁矿开发的原则以及开发的项目内容、产品品种如基本含硼产品—硼砂、硼酸及其可选择的生产工艺路线,同时论述了硼铁矿中的铀(U)回收利用方案及为何硼铁矿开发必须要走精细化之路。     

多反应器级联的沉铁过程pH优化控制

针对沉铁过程多反应器级联、离子浓度检测滞后及工况变化频繁导致pH优化控制困难的问题,提出了一种基于多反应器级联的沉铁过程pH优化控制方法。该方法基于入口工况划分与氧气变化量预设定各个级联反应器的pH,并针对影响焙砂添加量的两个主要因素：pH和亚铁离子浓度,建立了基于沉铁过程化学反应机理和物料平衡的焙砂添加量模型;考虑到沉铁过程机理复杂及离子浓度检测滞后影响焙砂的准确添加,引入了氧化还原电位（oxidation-reduction potential,ORP）,并提出一种基于ORP和pH变化量的焙砂模糊修正模型。仿真结果证明了该方法的有效性,为针铁矿法沉铁过程的稳定运行创造了条件。     

异步电机单神经元自适应智能控制系统

针对传统抽油电机控制器自适应性能较弱的特点,提出一种单神经元模型参考自适应控制方法,此法在模型参考自适应控制基础上,采用单神经元代替复杂神经网络,选择线性函数作为参考模型,并将速度变化考虑进误差函数,采取磁链开环、转速闭环的控制结构建立控制系统,建立基于此控制方法的异步电机控制系统仿真模型,并基于DSP构建实验控制系统,仿真及实验结果表明所述控制器输出平稳,具有参数及负载时变的自适应能力,应用前景广泛。     

多反应器级联的沉铁过程pH优化控制

针对沉铁过程多反应器级联、离子浓度检测滞后及工况变化频繁导致pH优化控制困难的问题,提出了一种基于多反应器级联的沉铁过程pH优化控制方法。该方法基于入口工况划分与氧气变化量预设定各个级联反应器的pH,并针对影响焙砂添加量的两个主要因素:pH和亚铁离子浓度,建立了基于沉铁过程化学反应机理和物料平衡的焙砂添加量模型;考虑到沉铁过程机理复杂及离子浓度检测滞后影响焙砂的准确添加,引入了氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP),并提出一种基于ORP和pH变化量的焙砂模糊修正模型。仿真结果证明了该方法的有效性,为针铁矿法沉铁过程的稳定运行创造了条件。     

基于自适应模糊神经网络的非线性系统模型预测控制

针对非线性动态系统的控制问题，提出了一种基于自适应模糊神经网络(adaptive fuzzy neural network, AFNN)的模型预测控制(model predictive control, MPC)方法。首先，在离线建模阶段，AFNN采用规则自分裂技术产生初始模糊规则，采用改进的自适应LM学习算法优化网络参数；然后，在实时控制过程，AFNN根据系统输出和预测输出之间的误差调整网络参数，从而为MPC提供一个精确的预测模型；进一步，AFNN-MPC利用带有自适应学习率的梯度下降寻优算法求解优化问题，在线获取非线性控制量，并将其作用到动态系统实施控制。此外，给出了AFNN-MPC的收敛性和稳定性证明，以保证其在实际工程中的成功应用。最后，利用数值仿真和双CSTR过程进行实验验证。结果表明，AFNN-MPC能够取得优越的控制性能。     

针铁矿对水溶液中Cd2+、Pb2+的吸附影响

水体中镉、铅污染日益严重,如何净化被镉、铅污染的水体是目前污染防治的迫切问题。本文以针铁矿为吸附材料,控制水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)的初始浓度、pH和离子强度的不同,研究针铁矿对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。研究结果显示:针铁矿吸附Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型;吸附Pb~(2+)符合Langmuir和Freundlich吸附模型;随pH升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先上升后趋于平衡;随着NaNO_3浓度升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先下降后上升。整体可知,在废水处理中,针铁矿可作为理想的除镉和铅的吸附材料。     

高炉法综合利用硼铁矿资源研究获成功

由东北大学承担的高炉法综合开发硼铁矿资源项目，近日获国家发明奖。该项目成功地解决了我国硼铁矿石资源短缺的难题，在硼铁矿综合利用方面取得了显著的经济效益和社会效益。我国硼资源丰富，但目前可利用的硼镁石矿已面临枯竭，其余均属贫杂难分离的硼铁矿。如辽东山区硼铁矿石储量２．８亿ｔ，硼储量２１８４万ｔ，占全国储量的５８％，但却无法利用，成为“呆矿”。根据辽东山区硼铁矿的硼铁镁等多元素共生、有用成分品位低、有用矿物磁铁矿与硼镁石相互嵌布、浸染粒度细微等特点，硼铁分离是综合利用开发的技术关键。因此，早在“八五…     

分数阶模型参考自适应控制在重碱煅烧中的应用

将分数阶模型参考自适应控制应用于重碱蒸汽煅烧炉的温度控制中,并且用M atlab/S imu link进行仿真研究。结果表明,应用分数阶模型参考自适应控制算法在被控对象发生变化而控制参数不变时,仍然可以取得良好的控制效果。这为分数阶模型参考自适应控制在工业领域中的应用提供了依据。     

针对多变量耦合时滞系统的无模型控制改进算法

工业生产是国家经济发展的命脉,而在工业生产中过程控制起到非常重要的作用。实际的工业过程控制系统难以避免时滞,再者大部分的工业化生产过程都不只有一个被控量且往往互相耦合,种种原因使得整个控制过程难以建立准确的数学模型,因此一般控制方法难以实现令人满意的控制。无模型自适应控制(model free adaptive control,MFAC)方法无须建立被控对象准确模型,可直接进行控制器的设计,考虑针对被控系统的大时滞特性,将基本MFAC算法中的控制律进行变周期差值分析,增大控制输入差值周期,对原有控制算法进行改进,并对MIMO系统实现直接解耦控制。以循环流化床锅炉燃烧过程模型为例,MATLAB计算机模拟仿真实验表明该改进算法具有良好的控制效果。     

自适应控制在聚乙烯调温水系统中的应用

含有时滞的聚乙烯调温水串级控制系统是复杂的非线性时变系统,系统存在较大的纯滞后,采用模型参考自适应控制结合PID控制方法,使自适应控制器能够在线调整PID参数以匹配Smith预估器,使Smith预估器不受被控对象参数变化的影响。仿真结果表明:该控制方案有效减少了控制系统的超调量和调节时间。     

磁铁矿尾矿作为建陶原料的实验研究

矽卡岩型铁矿尾矿是以辉石族矿物为主的混合矿物，直接作为建陶原料应用时，因含有一定杂质，致使产品严重收缩变形，表面呈麻点状。限制了这类原料的应用。本文通过对某矽卡岩型铁矿尾矿进行原料开发工艺研究，较好地解决了所存在的问题，并将该尾矿最大限度地资源化。     

一种自适应柱状密封气膜特性分析

提出一种自适应柱状气膜密封，构建气膜-密封环为研究对象，考虑了偏心间隙发散问题，并定义Rayleigh台阶对气膜周期的突变性，建立了气膜雷诺方程和膜厚变化函数关系式的动力润滑数值模型，获得了摩擦副气膜润滑特性，研究结果表明：气膜力随转速和压力升高而增加，泄漏量随压力升高而增加但是随转速增加而下降，说明密封内部压力流占主导地位。随后，利用曲面槽型雕刻技术，结合高速试验台对密封进行测试，结果表明：理论计算模型与试验结果吻合度较高，斜槽区域存在更多擦痕与磨损，说明斜槽浮动性弱于直列槽；但斜槽的切向流动小于直列槽，导致斜槽泄漏量小于直列槽。该研究成果为自适应柱状气膜密封的气体流动规律和应用提供了理论基础。     

基于自适应谱方法的裂解炉烧焦模型化简策略

炉管烧焦是乙烯裂解炉的重要操作，准确的烧焦模型是优化控制烧焦过程、提高烧焦效率的重要前提。常见的烧焦过程机理模型为偏微分方程的形式，具有无穷维、时空耦合的特点，计算复杂度高，难以满足实时优化和控制对轻量级模型的需求。为此提出一种基于自适应谱方法的乙烯裂解炉烧焦过程轻量级模型化策略。首先，针对炉管生焦与烧焦过程焦层变化特点，将炉管自适应划分为有焦段和无焦段。其次，使用Legendre多项式作为空间基函数分别对有焦段和无焦段分布参数近似降维，建立烧焦过程控制输入与炉管内焦层厚度分布、温度分布的时间维系数的集中参数模型，避免因直接使用谱方法近似拟合带局部特征的分布参数系统而产生较大误差的问题。     

抄纸过程模型参考自适应内模控制仿真研究

针对强耦合、大时滞、非线性对抄纸过程控制性能的影响,提出一种模型参考自适应内模控制算法,通过建立控制器模型,设计自适应调节律和控制算法来实现对增益和时滞的在线自调整,使系统在模型参数失配的情况下,仍具有良好的鲁棒性和跟踪性,表现出较强的解耦能力和自适应能力。通过与常规内模控制仿真结果对比,表明该控制算法改善控制品质的有效性。     

针对多变量耦合时滞系统的无模型控制改进算法

工业生产是国家经济发展的命脉,而在工业生产中过程控制起到非常重要的作用。实际的工业过程控制系统难以避免时滞,再者大部分的工业化生产过程都不只有一个被控量且往往互相耦合,种种原因使得整个控制过程难以建立准确的数学模型,因此一般控制方法难以实现令人满意的控制。无模型自适应控制(model free adaptive control,MFAC)方法无须建立被控对象准确模型,可直接进行控制器的设计,考虑针对被控系统的大时滞特性,将基本MFAC算法中的控制律进行变周期差值分析,增大控制输入差值周期,对原有控制算法进行改进,并对MIMO系统实现直接解耦控制。以循环流化床锅炉燃烧过程模型为例,MATLAB计算机模拟仿真实验表明该改进算法具有良好的控制效果。     

去伪控制及其应用研究

针对传统控制理论基于假设建立模型、控制过程存在主观性的弱点,引入了无模型数据驱动控制——去伪控制的概念,详细介绍了该控制方法的基本理论,并对其在系统PID参数自适应辨识中的应用进行了仿真研究,仿真结果验证了该理论方法的可行性和有效性。