基于全可变气门汽油机进气量测量和控制问题研究

基于全可变气门运动机构的气门参数控制燃烧技术是改善传统SI汽油机燃油经济性,提高动力性和降低排放的最为有效的途径之。但是这也对发动机进气量的测量和控制提出了更高的要求。本文通过仿真和试验相结合的方法,对基于全可变气门机构汽油机进气量测量和控制问题进行了探讨和研究。     

汽油机可变涡流数值仿真研究

研究优化发动机性能问题.发动机在不同工况对进气气流运动的要求是不同的,进气气流运动又决定着发动机的优化燃烧性能,从而决定燃油经济性.传统发动机固定不可变的进气系统难以满足不同工况下对进气气流运动的要求,提出了一种阀片式的汽油机可变涡流系统,可提供合适强度的进气涡流运动结构,在不影响发动机输出功率的情况下,改善中低转速下发动机的优化燃烧过程.利用三维仿真软件FIRE仿真了不同强度的涡流运动对发动机燃烧过程的影响,并通过发动机仿真验证,燃油经济性最高可提高12.9％,为优化设计提供了保证.     

基于PCS7的加热炉燃烧控制策略及仿真研究

针对加热炉控制系统中存在的燃烧效率不高,控制响应延迟大的问题.设计了一套基于某公司SIMATIC PCS7控制系统的加热炉燃烧控制策略.系统针对加热炉燃烧控制中的主要参数:物料出口温度,空燃比,炉膛压力分别采用率级双交叉比值限幅控制策略,模糊控制策略和前馈控制策略进行控制.控制过程采用高级多功能过程实训系统(SMPr)仿真加热炉,利用SIMATIC PCS7控制系统实施加热炉的控制方案并利用上位机软件WinCC进行在线的实时监控.控制过程自动运行,根据控制过程和仿真结果表明,方案安全可靠,控制效果和可行性较好.比较于传统的基于数学模型的加热炉控制策略,方案提供了一种新型的控制策略,在很大程度上解决了加热炉燃烧效率不高,控制响应延迟大的问题.     

基于闭环降阶模型的pH中和过程自适应控制

针对pH中和过程,提出了基于闭环系统降阶模型的自适应PI控制器.首先利用三阶模型直接辨识高阶闭环系统,然后从闭环系统模型中提取反映闭环系统动态性能的特征量,并利用特征量建立相应的规则来整定控制器.该方法解决了传统自适应控制中难以获取精确对象模型的问题.仿真结果表明,所设计的方法实现了对pH中和过程的有效控制.     

基于RBF神经网络的进气压力控制方法研究

针对高空台进气压力控制系统的强非线性特性和被控对象难以精确建模的问题,传统的PID控制在被试发动机进行加减速等过渡态时难以满足进气压力控制性能要求,提出了基于数据驱动的高空台压力控制方法,设计了基于RBF（Radial Basis Function,径向基函数）神经网络的最优控制架构,通过分析进气压力控制系统的输入和输出,给出了进气压力控制系统的RBF神经网络控制方法;利用高空台的大量试验数据对所设计的控制方法进行了训练和测试。测试结果表明,所设计的智能控制方法有良好的控制性能,能够满足进气压力的过渡态自适应控制。     

焦炉燃烧过程温度优化控制系统的研究与应用

焦炉是具有大时滞、强非线性、多变量的复杂系统.直行温度受多种因素的影响,采用常规的控制方法难以将温度控制在要求的精度范围内.以某钢铁公司新2号焦炉为控制对象,在充分总结焦炉操作人员控制经验的基础上,考虑焦炉燃烧过程的特点,提出了融合多元线性回归和神经网络来建模,多变量模糊控制和专家控制相结合的温度反馈控制算法,开发了焦炉燃烧过程温度优化控制系统.系统投入实际生产运行后,控制效果良好,实现了焦炉燃烧过程温度的优化控制.     

基于神经网络的燃烧优化建模

建立了基于RBF神经网络的燃烧优化模型,实现了最佳给煤量和实发功率的寻优.同时利用MATLAB建立仿真模型,并进行了仿真研究,仿真结果表明:在稳定运行时,当锅炉负荷、电厂用的煤质(即煤发热量的不同)、燃烧所给的送风量和引风量变化时,基于RBF神经网络的锅炉燃烧系统非线性模型能够很好地实现给煤量和实发功率的寻优,所得的结果对锅炉的燃烧优化控制奠定了基础.     

基于PLC的绕线系统控制方法研究

针对传统绕线机存在张力控制稳定性差问题,对收线主轴运用了矢量控制,并详细地分析了设定的速度值和给定变频器频率之间的关系.利用配重模块,将压力值转换为位移量,在稳定运行的基础上,结合实时反馈位移量,利用PID和bang-bang结合的方式设计了放线跟随控制系统,并对调试过程中PID的校准方法进行了分析.经实验验证,结果表明,随着系统运行中放线线轮和收线线轮直径比的不断变化,PID与bang-bang结合的控制方法的控制效果优于仅PID控制时的控制效果.     

高温环境模拟试验测控系统设计及高温控制方法研究

高温环境模拟试验系统环境控制段采用现场级、下位控制级、上位管理级的分布式测控结构的设计方式,产品试验段采用总线式的采集方式;由于目标温度高、燃烧过程复杂、各环境参数之间关联性强,对燃烧高温的控制设计了基于燃烧专家知识推理和智能控制器的多回路双闭环控制系统;以分布式控制系统为基础,融合燃烧专家知识并加以优化,根据不同的试验工况和温度偏差归纳出高温控制专家系统的推理规则;实际应用中能达到很好控制指标,对类似的燃烧高温控制有一定借鉴意义.     

锅炉燃烧控制方案的设计和应用

为满足锅炉燃烧控制在实际应用过程中出现的新需求,提出了各种改进控制方案。通过分析多种控制方案的原理,指出了其发展变化的衍生关系,并就冶金、电力、化工等不同领域的燃烧控制应用进行了分析和比较。实践证明,新设计的锅炉燃烧系统满足了实际控制对象的需要。     

有机废液焚烧炉控制系统设计

废焚液烧处理技术是当前废物处理的热点之一。以液体喷射焚烧炉为对象,研究某实际农药厂的废液焚烧过程,结合工艺要求确定焚烧炉的控制方案,并对关键参数进行了焚烧炉的双闭环比值控制回路的设计,同时运用QUADLOG PLC系统进行安全联锁的控制方案设计。实现了焚烧炉燃烧温度,燃烧空气配比等关键控制参数的有效控制,并有效地保证焚烧炉的安全平稳的运行。通过对生产投运的实际效果分析,充分表明所设计方案的可靠有效性。     

新一代冶金长流程生产铁钢区智能调度设计方案

河钢乐亭项目是河钢集团贯彻落实中央关于钢铁企业退城重大搬迁决策部署、以产能置换方式推动集团沿海钢铁产业布局、促进产业结构调整、实现产品结构升级的重要工程项目。在整个钢铁行业产能过剩、同质化竞争日趋激烈的大背景下,河钢乐亭从项目启动开始,便围绕如何提高企业的有效供给、创新生产组织模式和服务模式、培育竞争新优势,真正促进企业产品及产业升级等目标,从管理、工艺、设备、信息自动化体系支撑等全方位入手,展开顶层规划设计,建设覆盖铁、钢、轧的绿色化、智能化、品牌化的新一代长流程钢厂。     

1种新型废液处理过程仿真培训系统的开发

使用典型的通用监控和数据采集组态软件作为图形用户界面开发平台,应用动态补偿建模法建立过程动态工况模型,提出了1种新的基于单台计算机的智能控制(industrial personal computer and intelligent process controller, IPC)仿真模式,开发了1种废液处理过程操作培训仿真器。通过设计1种动态链接库函数,经过监控组态软件的数据库将动态模型计算程序和仿真图形用户界面相连,成功地实现了整套仿真软件的集成开发。废液处理过程操作培训实践表明,该仿真器具有良好性能,能较好地满足废液处理过程操作培训需要,对提高操作技能,减少污水排放具有良好效果。     

工业加热炉的基于内模的分层递阶智能控制

针对加热炉的传统串级比值控制抗干扰能力不足。设计了基于内模的鲁棒性主回路控制器;对于加热炉的燃烧工况做了深入分析,指出燃烧过程存在两种异常工况。在两种异常工况下,常规串级比值控制必然使系统失去稳定,从而界定了串级比值控制结构控制能力的极限。针对此问题,增加了控制嚣的稳定性智能监督和智能优化层,构造了基于内模的分层递阶智能控制嚣。实际投运结果表明,这种分层递阶控制很好地解决了加热炉这种复杂的工业过程的控制,实现了加热炉平稳。经济燃烧。     

垃圾焚烧炉系统特性分析及仿真

垃圾焚烧炉废弃物的直接排放不仅会对环境造成严重污染,还会浪费其中所含的可利用资源物质。为实现垃圾的充分燃烧,需要对燃烧过程的系统特性进行深入分析,在此基础上进行计算机仿真。文章通过对焚烧炉进料成份作出简化假定,将其归一为仅由水份、单一特性灰份及单一特性可燃烧成份的混合物,考察炉膛内的焓平衡和质量平衡,考察焚烧炉中炉膛温度、含氧量、炉膛负压与进料流量、送引风机风量、排灰速度之间的动态关联行为,分析焚烧系统特性,并以某环保科技有限公司的垃圾焚烧炉为实例进行了计算分析。结果表明,采用简化假定计算所得的炉膛工作温度与实际吻合较好,能为系统的设计和优化操作提供有效技术指导。     

Diagnostic analysis of a small-scale incinerator by the Garson index

The formation of PCDD/Fs (dioxins/furans) due to incomplete combustion in solid waste incinerators has caused tremendous public concern. Consequently, more stringent standards for combustion and emission control have been implemented in order to mitigate the formation of these substances. This change in regulations will inevitably result in shutting down many small-scale incinerators because of the expense incurred in retrofitting such systems. Yet there is still an acute need for building small-scale incinerators for the purposes of disease control, environmental sanitation, and financial savings in rural areas and remote communities. For this reason, it is still worthwhile to pursue an optimal management strategy for small-scale incinerators. Through using the Garson index derived by a neural networks model, we can identify which operating factor is the one most influential to combustion status. Research findings clearly indicate that supplementing the auxiliary fuel via an on/off control unit is not an ideal method of maintaining a stable combustion evidenced by its relatively lower Garson index. Therefore the control of the auxiliary fuel system must be properly upgraded in order to improve its handling of the combustion unit. The results also show that the amount of waste in batch-charging and the lowest temperature of the primary chamber during the previous feeding are critical operating factors in this type of incinerator; controlling the charging amount per each feed around 30 kg is optimal for mitigating the variance of combustion status in the small-scale incinerator.     

城市固废焚烧过程风量智能优化设定方法

城市固体废物焚烧(municipal solid wastes incineration,MSWI)技术由于其高效的减容效果逐渐成为了生活垃圾处理的主要方式.MSWI过程产生的氮氧化物(nitrogen oxides,NOx)是大气中的主要污染物之一.为了在控制NOx排放的同时保证燃烧效率,提出一种基于多目标粒子群算法的MSWI过程风量智能优化设定方法.首先,结合最大相关最小冗余算法及前馈神经网络,建立燃烧效率和氮氧化物排放浓度预测模型;然后,提出分阶段多目标粒子群优化算法(staged multi-objective particle swarm optimization,SMOPSO),获得一次风流量和二次风流量的Pareto优化解集;此外,设计效用函数,确定一次风流量和二次风流量的最优设定值;最后,基于国内某城市固废焚烧厂的实际运行数据,验证所提方法的有效性.     

五种倒立摆控制器对比研究

针对水平导轨直线型倒立摆的稳定控制问题,论文设计了线性二次型调节器LQR和LQY、拟人智能控制器和模糊控制器,提出了一种基于泛组合模型的智能控制器。用这五种控制器对系统进行控制,实验证明了所提出的智能控制模型的有效性。对各控制器控制效果的比较研究说明智能控制比线性控制更适合解决这类非线性控制问题。     

基于车流信息的智能巡航控制器的设计分析

设计一个模拟人类驾驶行为的智能巡航控制器。在分析现有巡航控制的基础上,提出利用车流前后车辆的相对速度和间距信息的智能巡航控制算法来选择正确的控制行为,从而平顺跟车行为,使车辆能保持由驾驶员指定的理想跟车距离。仿真结果显示,在此智能巡航控制下能保证车辆和车队在前、后两个方向上的稳定性。     

离散交通流的变结构控制

为了得到稳定有序的道路交通流,依据离散趋近律,设计了交通流的速度控制器.考虑到由于匝道的流入和流出使得交通流具有不确定性,设计了动态扰动补偿器.以各路段的密度为控制目标,先通过密度函数的离散趋近律求得目标速度,然后利用速度控制器使得速度在有限步内等于目标速度.当控制器参数满足一定条件时,交通流密度最终稳定在一定的范围内,同时给出了算法步骤和证明.仿真结果显示,速度控制器将有匝道路段的交通流密度稳定在指定值附近,而无匝道路段的交通流密度趋于指定值,从而避免了道路拥挤的发生.