基于PSO优化的燃油供给压力动态跟踪控制

燃烧用油料供给压力的精确控制是一个具有非线性特性的流体输送压力控制问题,针对现有PID控制存在的不足,提出了基于PSO优化的预测函数控制(PSO-PFC)方法,通过与PFC,PID控制方法的仿真比较,以及对阳极焙烧炉重油燃烧供给压力的动态跟踪控制表明,该方法优于原有燃油燃烧系统的PID控制,以及常规和其他改进的PFC控制方法,实现了燃油供给压力的动态跟踪精确控制。     

阳极焙烧温度的建模与多变量解耦控制

阳极焙烧温度系统是一个含有耦合、大时滞、非线性的多变量控制系统。为实现对阳极焙烧温度的精确控制,依据现场采集的大量温度数据,辨识出阳极焙烧炉温度的二阶惯性滞后控制模型。以此模型为初始预测模型,提出阳极焙烧温度的多变量预测函数解耦控制方法,对焙烧温度进行多变量预测函数解耦控制。仿真和应用结果表明,这种控制方法的控制精度和鲁棒性优于原有的PID方法,具有很好的控制效果。     

阳极焙烧燃油供给温度的模糊预测函数控制

阳极焙烧燃油供给温度的精确控制是一个具有非线性特性的流体加热供给控制问题,实际测试表明,现有的PID控制很难实现对燃油供给温度的动态跟踪控制,影响燃油的充分喷射、雾化及其与空气的混合,使部分燃油得不到充分燃烧,造成了能源浪费和环境污染。提出基于粒子群优化模糊预测函数控制（PSO-F-PFC）的油料燃烧供给温度控制方法,通过与PID控制方法的比较,以及对阳极焙烧炉重油燃烧供给温度的动态跟踪控制表明,该方法优于原有燃油燃烧系统的PID控制,实现了燃油供给温度的动态跟踪精确控制。     

水洞超空泡人工通气控制系统设计

在水下航行体人工通气超空泡技术研究中,为了形成精确可控的超空泡形态和模拟航行体的尾部喷流,需要精确控制多路气体流量;从水洞实验实际需要出发,搭建人工通气流量控制系统总体方案,建立系统的机理模型,完成系统控制算法的综合,并基于LabWindows/CVI软件平台对系统测控软件进行模块化设计;仿真计算结果表明,所设计的自动控制系统可实现对通气流量的精确控制,且动态过程中系统响应平稳,控制品质良好;系统为水下航行体超空泡形成机理及空泡形态研究提供了可靠的实验平台。     

精馏过程动态机理模型建立

为了实现精馏过程的动态优化和先进控制,必须解决精确的动态数学模型的建立问题.本文介绍了精馏过程动态机理建模的方法,该模型的特点是考虑每块塔板温度、压力、汽相流量、液相流量、汽相浓度、液相浓度和持液量的动态特性,并且,利用正交配置方法离散模型方程,利用牛顿一拉夫逊方法解模型方程,研究结果表明该模型精度高,误差小于3%,适合于精馏过程的动态优化和先进控制策略研究.     

一种气体压力控制方法及应用

气体压力控制具有明显的非线性和不确定性，特别是小流量压力更是难以精确控制，针对这些问题，提出了把智能控制理论应用于气压控制中，以解决非线性和不确定性问题，在执行机构中采用高速开关阀，以实现小流量压力的精确控制，最后通过对所设计的气压控制系统的实验验证，得到了满意的结果。     

燃料电池电能与热能建模研究

为分析燃料电池的动态特性,对其发电和发热过程进行了建模研究。燃料电池划分为阳极动态模型、阴极动态模型、电化学电压模型和温度动态模型,分别从流量平衡、能量平衡和经验公式角度进行了机理建模;并采用改变负载和冷却水流量的方式进行测试。仿真结果表明,该模型能模拟燃料电池的电热动态过程,可用于辅助控制设计。     

大流量天然气检定站最优逻辑控制方法研究

为了提高大流量天然气检定站的检定效率,减小流量计的检定时间,要求在各流量检定点之间压力和流量的连续调节时间最短。本文针对在不同流量检定点之间切换时的流量和压力控制问题,进行了最优逻辑控制方法的研究。首先,结合机理分析和参数辨识的建模方法,建立了天然气检定站流量和压力对象的动态数学模型;其次,以压力和流量的调节时间最短为目标,基于模型对最优逻辑控制问题进行解算,得到使调节时间最短的逻辑操作策略,最后通过HYSYS对天然气检定站动态流程进行仿真模拟,验证了最优逻辑控制方法能够显著提高控制过程的快速性,实现检定效率的提升。     

焙烧烟气温度的建模与多变量解耦控制

阳极焙烧烟气温度是一个耦合的非线性的多变量控制时象,是提高电解铝生产质量和效率的主要参数,为实现其精确控制,依据现场实际测得的温度数据,辨识出烟气温度的控制模型.以此模型为初始预测模型,提出了一种多变量预测函数解耦控制方法.仿真研究了焙烧烟气温度解耦控制的有效性,与原有的焙烧烟气温度PID控制方法进行了实际应用比较.仿真和应用比较结果表明,这种控制方法的控制精度和鲁棒性优于原有的PID方法,具有很好的控制效果.     

离心式压缩机防喘振控制算法设计

离心式压缩机在运行过程中,会因为出口背压和入口流量的波动导致喘振。为了能够迅速有效的对压缩机的入口流量和压力进行稳定控制,基于压力和流量的关系,设计串级控制策略来控制防喘振阀的开度;在压缩机工作点处对压缩机模型进行线性化,并通过对模型的简化得到易于预测PI算法实施的简化模型;根据模型对系统内环和外环分别设计预测PI控制器,并在simulink中仿真得到压力和流量的控制结果,最后将算法与传统PID控制器的控制效果进行对比,预测PI算法对流量和压力的抗干扰能力都超过传统PID控制算法。     

铜精炼过程重油消耗泛函混沌优化器设计

基于铜精炼过程中保温阶段与氧化阶段的热工机理建立了铜精炼过程重油消耗真实目标泛函,采用泛函分析与混沌优化算法等理论相结合对其进行融合处理,得出了能计算铜精炼过程中铜液最优升温曲线、最优升温速度曲线以及能实现全局优化的重油消耗泛函混沌优化器.重油消耗泛函混沌优化器应用结果表明,重油耗量/t阳极铜降低了9.20%,铜精炼炉烟囱排烟林格曼黑度由3降低为1.     

即熟型3D食品打印机的设计

针对现有3D食品打印机打印后无法直接烤熟食用的不足,设计了一种恒温加热、恒压匀速出料、快速烤熟的即熟型3D食品打印机.采用虚拟制造技术,通过SolidWorks软件设计3D食品打印机的机械系统,并基于PC机设计了3D食品打印机的测控系统.采用气压传感器实时检测物料瓶内气压,并实现匀速出料控制;采用PT100温度传感器检测烤盘表面温度,实现恒温加热控制;通过有限元分析及实验研究,给出烤盘合适的加热温度和打印轨迹.实验表明,所设计的即熟型3D食品打印机可以高效、高品质地实现食品的3D打印和烤熟,具有较好的实用价值.     

油田超深井环境仿真系统的一体化模型研究

油田超深井环境仿真系统是对用于超深井的射孔器材进行高温超高压检测的试验装置,其加热装置由于超高压的特殊工艺条件以及多层介质的复合传热过程,使得超高压釜内油温的控制变得十分复杂。该文采用分布——集中混合建模方法,建立了油田超深井环境仿真系统的一体化非稳态传热数学模型,通过计算机仿真,分析了其温度场的分布状况,为釜内油温的高精度控制方案的设计和系统操作提供了参考依据。     

Three-dimensional finite element method for the filling simulation of injection molding

With the development of molding techniques, molded parts have more complex and larger geometry with nonuniform thickness. In this case, the velocity and the variation of parameters in the gapwise direction are considerable and cannot be neglected. A three-dimensional (3D) simulation model can predict the filling process more accurately than a 2.5D model based on the Hele–Shaw approximation. This paper gives a mathematical model and numeric method based on 3D model to perform more accurate simulations of a fully flow. The model employs an equal-order velocity–pressure interpolation method. The relation between velocity and pressure is obtained from the discretized momentum equations in order to derive the pressure equation. A 3D control volume scheme is used to track the flow front. During calculating the temperature field, the influence of convection items in three directions is considered. The software based on this 3D model can calculate the pressure field, velocity field and temperature field in filling process. The validity of the model has been tested through the analysis of the flow in cavities.     

水冷型PEMFC温湿度建模与智能控制

当负载电流一定时,质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作温度和质子膜的相对湿度是影响电池输出性能的主要因素.分析电池电流密度与最优工作温湿度的关系,建立基于温湿度耦合模型的最优温湿度操作条件的电压模型.通过对冷却水流量和阴阳极气体加湿度进行综合控制,保持电堆的工作温湿度在最佳状态,不仅保证了电池最优的输出性能,还可以延...     

燃料电池分散发电系统阳极部分的建模和控制

燃料电池分散发电系统要求安全性、可靠性和持久性,系统控制十分重要,而用户的实时功率需求以及多设备多仪表多性能参数的特点使整个系统的实时控制变得复杂。该文主要介绍发电系统阳极部分的结构设计和控制实现方法。系统参数关系的强非线性要求控制必须以动态仿真模型为基础。在实时数据的基础上进行物质量上的反馈计算,能够使进入电堆阳极的氢气在系统运行过程中始终维持在理想的湿度水平。将二次型性能指标引入单神经元自适应PID控制,通过调节二级减压阀的气体流量。可以很好地维持电堆膜阳极侧压力始终与阴极侧压力保持理想的压力差水平。经仿真验证系统运行性能良好。     

基于CFD的滑靴副多场耦合特性研究

滑靴副作为斜盘式轴向柱塞泵的主要摩擦副之一,长期工作于高速、高压、高温等一些复杂极端环境中.本文建立了滑靴副中流场的基本控制方程,构建了滑靴副多物理场耦合的有限元模型,通过CFD技术对滑靴副流场进行模拟分析,并在此基础上对滑靴副流-固-热多物理场耦合进行仿真,得到不同工况下油液的压力场和速度场的变化规律以及流体的压力和温度对滑靴副的总变形量、应力的影响.结果表明,随着工作压力增大,油液在阻尼管路中压力损失增加,油腔内涡旋个数及尺寸增大.除此之外还发现滑靴副变形量和最大应力对油液温度较为敏感.本文工作为滑靴副的结构设计提供了一定的技术支持,并且对于提高滑靴副的整体性能有着重要的意义.