基于AC800M与Matlab的算法实验平台设计与验证

针对控制算法实物验证平台存在的不足,设计了基于AC800M与Matlab的算法设计与验证实验平台。该平台通过OPC技术建立Matlab与AC800M的数据通信,并利用Matlab编程的控制算法与AC800M DCS实验系统建立连接,来验证所设计控制算法的实际控制效果。     

化工生产关键指标变量软测量模型的研究与应用

以尿素装置高压系统的氨碳比为分析对象，利用支持向量回归算法建立软测量模型，通过大数据平台的支撑将其部署于尿素生产过程中，并对输出结果持续跟踪，验证了该方法应用于实际化工生产过程中的适用性和可靠性。     

创新、精密、灵活和经济的辅助技术

在定量给料领域，KOCH公司推出了一种用于注塑设备的新型重力式直接定量给料装置EXAKO。在不受外界干扰的情况下，该系统能够确保实现更小的给料精度。它通过将重力式测量系统与高精度的体积式测量方法相结合，     

竖炉焙烧过程METSIM动态模拟

竖炉焙烧是我国赤铁矿选矿工业中常见的工艺环节。其关键工艺指标是磁选管回收率, 反映了矿石焙烧的质量。但磁选管回收率无法在线实时测量。在实际生产中, 对竖炉焙烧磁选管回收率的控制一般通过运行优化控制实现。而运行优化控制策略的设计需要进行大量工业现场实验, 建立磁选管回收率相对于主要控制变量的动态响应关系, 这样做的成本高, 风险大。为了解决这一问题, 基于冶金模拟软件METSIM设计了竖炉焙烧工艺动态模型, 并采用与实际一致的过程控制软硬件系统建立了竖炉过程半实物仿真系统。通过仿真实验获得磁选管回收率与燃烧时温度设定值之间的动态关系, 并与实际数据进行了比较验证。表明该平台能够作为运行优化控制方法设计的实验和测试工具。     

压电陶瓷式喷油器驱动模块设计研究

针对压电陶瓷式喷油器控制系统精度高、响应快的要求,基于单峰值电流驱动方式设计压电陶瓷式喷油器驱动模块。采用Matlab/Simulink对驱动模块的核心电路进行了仿真分析和实验验证,结果表明:该驱动电路可以迅速响应且精确度高,能够满足压电陶瓷式喷油器的驱动要求。     

注塑机闭环电液比例伺服系统设计与速度控制研究

为满足塑料制品的高精度要求,降低注塑机的使用成本与能耗要求,研究了以伺服比例阀控制注射机构的闭环控制系统,建立了考虑阀流量-压力非线性、注射油缸容积变化和塑料熔融特性的系统非线性模型,提出了适合于本系统的模糊PID控制算法.利用Matlab/Simulink平台构建了系统的仿真模型,结果验证了该闭环控制系统及控制算法的可行性与有效性,较之于传统PID控制,该控制策略使系统静差明显减小,注射速度的跟踪效果得到明显改善,有利于提高制品的重复精度.     

面向卵细胞自动化拆蛋的液滴制备系统

研制了一套面向卵细胞自动化拆蛋的液滴制备系统,可以实现液滴的精确制备和盖油操作。该系统主要包括液滴制备和盖油模块、运动控制模块、液滴质量测定模块。基于该系统新型接触式液滴制备方法的机理分析,根据设计的图案制备出不同体积和位置的液滴,并对结果进行分析。结果表明,液滴体积重复精度5%,液滴定位重复精度≤2%,液滴高径比平均值在0.82~0.98之间、重复精度在5.2%~7.3%之间。     

基于ANSYS压电振子结构最优化模拟分析

在建立压电微泵的结构理论模型的基础上,通过有限元仿真软件ANSYS对不同基材和不同几何尺寸的压电振子进行静力学分析和不同驱动电压及频率的谐响应分析,确定了构成压电振子部件的最优几何结构的尺寸关系以及最优驱动电压、频率的关系。当构成压电振子晶片和基片厚度均为0. 2 mm,晶片与基片直径比值为11/15时,泵腔体积的变化量最大;模拟确定了驱动信号的最佳电压和频率范围,分别为电压幅值30～80 V、频率40～100 Hz。当驱动电压为50 V,驱动频率为100 Hz时,通过实验验证,微泵流量已达到6. 56 m L/min,极大地满足了微泵流量的设计要求。为基于压电微泵驱动的微流控系统的研究提供了理论依据和实验分析数据。     

基于环路能量聚类的多模型软测量建模

在多模型软测量建模中,对于新的数据以及异常样本点,传统的聚类方法没有充分考虑它们的特性,因而所属类别往往不能反映其真实属性,最终导致模型精度不高.为此,提出一种基于最小环路能量聚类的算法,该方法将样本聚类转化为寻找一个最小能量环问题,通过模拟退火算法搜索一条经过所有样本点的最小能量环实现样本集的聚类;对侦破出的异常样本点和新的测试数据根据其能量值确定其所属属性,从而提高聚类和分类精度;然后利用支持向量机为各个子类建立回归子模型,得到软测量组合模型.将该方法应用于双酚A生产过程质量指标的软测量建模中,仿真结果验证了该方法的有效性.     

风力发电系统半实物虚拟仿真教学平台的构建

根据高等教育的发展规划,半实物虚拟仿真实验教学平台的广泛应用是大势所趋。首先,进行了风力发电系统半实物虚拟仿真教学平台体系结构设计;其次,利用MATLAB SIMULINK平台搭建了自然风仿真模型、采用3D Studio Max开发了风力发电系统整体3D模型、在Unity的实时3D开发平台上构建风力发电的真实场景;最后,建立了PLC硬件系统以及外部控制平台。测试结果表明:风力发电系统虚拟仿真平台能够正确模拟真实系统的运行状态,通过外部硬件平台能够实现对虚拟的风力发电系统仿真平台上的的桨距角、转子速度、转子角度、偏航输入扭矩、偏航速度和偏航角度进行实时控制。该平台的构建为风力发电系统的学习和研究提供了便捷手段。