炼焦生产过程控制系统的多层性能评估策略

针对炼焦生产过程分层递阶智能集成控制系统,提出一种多层性能评估策略.讨论了由炼焦过程经济性能、焦炉加热燃烧控制系统性能和专家分析模块三部分组成的多层性能评估策略的结构、功能和所用技术.用焦炭产量预测模型、炼焦过程能耗预测模型、基于模型预测控制的性能评估方法以及专家分析方法实现了炼焦生产过程控制系统的多层性能评估.所提出的性能评估策略成功应用于炼焦生产全流程智能集成优化控制仿真实验平台上,取得了明显的应用成效.     

面向全流程优化的选矿过程仿真系统研发

选矿过程的物流是各环节有机联系的纽带,进行选矿物流仿真实验研究对实现优化操作与优化控制生产具有重要的意义。面向选矿过程生产全流程的优化,为了对选矿全流程的物流与生产过程进行仿真,研究选矿过程各个单元的操作与控制对生产全流程指标的影响,建立了基于物料平衡和金属守恒原理的选矿过程物流模拟数学模型总体框架;设计开发了选矿过程物流仿真系统,包括实验软硬件平台结构、功能及其对控制与优化系统的通讯接口。该系统主要侧重其物流的仿真,及其操作与控制对选矿全流程指标(即金属回收率、精矿品位和产量等)的影响,从而为全流程优化的研究提供依据。在所开发的平台上开展了仿真实验研究,实验结果验证了所研发实验平台的有效性。     

强磁选过程智能优化控制仿真实验平台

强磁选系统具有多变量强耦合、强非线性、工况变化频繁、精矿品位和尾矿品位不能在线连续检测等综合复杂性。为开展强磁选系统优化控制研究提供仿真实验环境,解决其工程化验证问题,建立了强磁选过程智能优化控制半实物仿真实验平台。详细介绍了各系统的组成及功能,该实验平台由模拟现场强磁选的虚拟对象系统、仪表与执行机构虚拟装置、PLC、监控系统和优化控制系统组成。并进行了实验验证,实验结果表明了强磁选过程优化控制仿真实验平台的有效性和可行性。     

复杂工业过程智能优化决策系统的现状与展望

流程工业是制造业的重要组成部分,是我国国民经济和社会发展的重要支柱产业.新一代信息技术和人工智能技术为流程工业的发展带来新的挑战和机遇.只有与流程工业的特点与目标密切结合,充分利用大数据,将人工智能、移动互联网、云计算、建模、控制与优化等信息技术与工业生产过程的物理资源紧密融合与协同,实现流程工业智能优化制造,才可能实现流程工业的跨越式发展.本文聚焦流程工业的复杂生产过程,从其智能优化决策系统的角度,描述了复杂工业过程优化决策系统的问题、回顾总结了复杂工业过程全流程优化决策系统的现状,分析了智能优化决策系统的必要性,提出了智能优化决策系统的发展目标及愿景,并对智能优化决策系统的下一步重点研究方向进行了展望.     

竖炉焙烧过程运行优化控制系统的开发及实验研究

为解决具有综合复杂动态特性的竖炉焙烧(shaft furnace roasting,SFR)过程运行优化控制问题,基于研制的流程工业一体化运行控制平台,开发了具有可伸缩、可扩展、可复用以及模块化、组态化特点的SFR过程运行优化控制(operational optimization control,OOC)系统.该系统支持MATLAB、动态链接库等多种算法实现方式,并采用非编译融合算法方式实现算法与系统功能模块的解耦.基于开发的OOC系统,建立了具有运行控制层、过程控制层以及虚拟对象层的半实物仿真实验平台,开展了相应的仿真实验研究.结果表明OOC系统在正常工况和局部故障工况下均能取得满意的控制性能.     

磨矿仿真实验平台的设计和实现

采用Matlab软件及RSView32组态软件开发了磨矿生产过程虚拟对象计算机通用实验平台。系统采用半实物仿真结构,由模拟磨矿动态过程的虚拟对象计算机、实现回路控制和设备启停的可编程控制器、实现监控和过程优化的监控计算机组成。该平台提供了磨矿生产过程的控制实验环境,能对综合自动化系统中的控制与优化算法进行研究与改进,并为控制系统的早期开发、解决复杂生产过程的实时控制与优化提供了实验手段。     

生物柴油酯交换过程优化控制仿真平台的设计

生物柴油酯交换过程具有非线性、时变性和多变量耦合等复杂特性,采用常规控制方法很难获得较好的控制效果,为检验先进优化控制算法在实际生产过程中的应用效果,开发设计了生物柴油酯交换过程优化控制仿真平台.平台采用模块化设计,通过MATLAB和C++.net编程平台之间的数据交互,有效模拟了工艺过程的动态特性,实现了先进优化控制策略的仿真.实验结果表明系统交互性和扩展性优良,为先进优化控制算法的研究提供了良好的验证环境.     

炼钢连铸作业计划的混合遗传优化与仿真分析

为提高炼钢连铸作业计划制定的效率和质量,面向生产工艺流程网络图,建立了一种基于遗传算法与蚁群算法相结合的混合智能优化方法,进行炼钢连铸生产作业计划的编制,并可实现常见扰动情况下的重计划制定;利用基于元胞自动机思想建立的炼钢连铸流程仿真模型,进行生产作业计划的仿真分析和评价。将计划编制模型与仿真模型有机结合,为作业计划的在线动态评价和自动调整提供了一种有效手段。针对某钢厂的仿真实验研究表明：提出的智能优化方法能较好地解决炼钢-连铸生产作业计划的时间不确定性优化问题,可快速生成炉次间作业无冲突的优化生产作业计划。     

基于虚拟现实的流程工业过程模拟仿真系统

将虚拟现实技术与系统仿真技术相结合,建立了炼油企业虚拟现实过程模拟仿真平台,分析了仿真平台的结构设计与实现原理。介绍了一种基于虚拟现实的炼油企业过程模拟仿真算法,详细说明了该算法在虚拟现实仿真平台上的应用过程,包括重点装置动态模拟、罐区油品调合仿真、进出厂模拟等。虚拟现实仿真平台通过生产过程与数据的可视化呈现与人机交互以及现场应用,可以为炼油企业流程模拟仿真培训与生产过程三维可视化监控提供有效的支持。     

生产制造全流程优化控制对控制与优化理论方法的挑战

从控制系统的观点描述了生产制造全流程的控制与运行管理流程, 分析了表征产品的质量、产量、成本、消耗等相关的综合生产指标与控制系统动作之间的联系, 回顾了涉及的控制与优化的研究成果. 从基于数学模型、基于数据和基于模型与数据相结合的角度综述了控制与优化方面的研究现状. 在此基础上分析了生产制造全流程优化控制对过程控制与运行优化、以及控制系统实现技术的挑战, 分析了实现生产制造全流程优化控制应开展的研究内容.     

遥感图像星上智能处理地面仿真模拟系统设计与实现

传统卫星遥感应用模式复杂繁长,无法满足用户越来越关注的实时化遥感服务需求,为卫星配备智能化大脑,一方面可以降低数据传输带宽,另一方面可以提高数据获取的时效性,因此,星上智能处理已经成为遥感卫星发展的必然选择。但星上处理在轨调试困难,现有遥感卫星星上处理平台的地面测试系统都是卫星实验室测试时,针对不同的卫星载荷临时组建,缺乏通用性且并未形成集成化的装置,导致现有遥感图像星上智能处理的地面测试效率偏低。尤其是面对目前星上处理智能化的新需求,缺乏一套高性能、低功耗、全流程的星上处理地面仿真系统。针对遥感数据处理自动化与智能化发展的新特点,提出了一套基于FPGA与GPU相结合的遥感图像星上处理地面仿真模拟系统。该系统能够在地面模拟实现多种载荷的0到1级数据预处理,在预处理的基础上实现智能遥感影像的加速识别,其关键难点在于遥感图像智能处理算法的高计算复杂度和嵌入式计算机有限计算力之间的平衡;遥感图像处理领域的AI专用算法固化和硬件加速之间的平衡;不同卫星平台测试需求和系统架构通用性之间的平衡。本文阐述了仿真平台设计的方法,构建了基本原型并对其进行了验证。测试结果表明：该系统可以较好地完成星上智能处理典型算法地面全流程测试,所有硬件可以直接上星组装,完备度高,对优化和指导卫星地面仿真系统运行管理体系具有一定的参考价值。     

竖炉焙烧过程的多变量智能优化控制

针对铁矿选矿中的竖炉焙烧过程具有综合复杂性和产品质量指标一磁选管回收率难以在线测量因而不易实现优化控制的难题,通过对焙烧过程动态特性和人工操作模式的分析,将智能方法与前馈、反馈控制相结合,提出一种基于磁选管回收率、台时产量、煤气消耗等综合生产指标的多变量智能优化控制方法.根据综合生产指标的目标值和边界条件的变化在线对控制回路的设定值进行自动调整而实现优化控制.将提出的方法应用于国内某大型选矿厂竖炉焙烧过程,实现了综合生产指标的优化控制,取得显著应用效果.     

实现粒度指标的磨矿过程智能优化控制系统

磨矿过程具有多变量、非线性、强耦合、大时滞、时变等综合复杂特征,其关键工艺指标磨矿粒度难以用常规控制方法进行直接控制。将基础控制、智能控制以及软测量技术相结合,构建了实现磨矿粒度指标的磨矿过程智能优化控制系统。该系统由基础控制系统、过程监控系统以及智能优化设定系统组成,具有设备顺序逻辑控制、回路控制、过程监控以及回路智能优化设定等功能。该系统已成功应用在某大型选矿厂的磨矿过程中,取得了显著效益,具有推广应用的前景。     

控制理论的应用-从自动调节到综合智能化

从工程应用的角度阐述了控制理论的发展过程。分析了传统控制和智能控制的特点、适用范围,提供了部分应用实例。从控制深度上,随被控系统复杂性增加、性能要求提高,综合传统控制和智能控制优点的综合智能化控制已崭露头角,并成为一种发展趋势;从控制广度上,由于工业过程的各部分是相互联系的、网络式控制技术逐渐发展,过程控制的目标由单元自动化提高到综合自动化,以实现全局最优。在综合大量文献的基础上,着重探讨了国内综合智能化控制和网络式控制的研究现状和发展前景。     

圆锥破碎机的模糊仿人控制系统设计

针对大时滞、惯性大、非线性严重的时变复杂过程．根据模糊控制规则及相应的控制算法．设计以单片机为最小系统的模糊仿人控制器，并对整个系统的抗干扰性能采取相应措施。     

Fuzzy Simulation Human Intelligent Control System Design on Gyratory Breaker

1Introduction:Breakingoresisacriticalcomponentoftheoreselectionandproductionprocess.Thequalityofore-breakingcandirectlyaffectvarioustechnicalandeconomicmeasurementsofthesubsequentoperations.However,theprocessoforeselectionandbreakingissocomplicatedthatitrequiresagreatdealoffactors,suchasthesizeofrawores,thechangeofore'shardness,thecapacityofbreakers,andthechangeofbeltlengthetc.Inaddition,sincethisprocessin-cursserioustimedelay,enormousinertiaandnon-linearproblems,describingtheprocessinvolvesal…     

多水下机器人视景仿真系统技术研究

该文介绍了多水下机器人群体分佰式智能控制软件的视景仿真系统。以MultiGen Creator建模,利用实时视景开发软件包OpenGL Performer,采用POSIX Thread多线程技术,在Linux环境下开发了分布式多水下机器人三维视景仿真平台。实现了多水下机器人分布式智能控制软件系统的实时视景仿真,保证了整个系统的信息共享与时间同步。同时该文讨论了该视景仿真软件的开发过程以及整个系统的体系结构和信息流程。试验结果表明,该视景系统可逼真演示多水下机器人编队水下航行、作业等过程,并满足系统仿真的实时性要求。     

基于智能粒子滤波的多传感器信息融合算法

针对粒子滤波中存在粒子质量低和粒子贫化的问题,提出了一种基于智能粒子滤波的多传感器信息融合算法。该算法分为两个模块,首先,将多传感器数据发送给相应的粒子滤波计算模块,以优化粒子分布为目的更新建议分布密度;然后,在智能粒子滤波模块中对多传感器数据构造完整的似然函数,引入设计的遗传因子将小权重粒子修正为大权重粒子,近似于真实的后验分布,重采样过程中保留了权值较大的粒子,又避免了粒子耗尽问题,进一步保持粒子的多样性,提高了滤波精度,最终得到最优的估计值。根据实船实验的数据进行了验证,将所提算法应用于GPS/SINS/LOG组合导航系统进行仿真计算验证了其有效性。实例仿真结果表明,所提算法能够得到精确的位置、速度和航向信息,而且也能有效改善滤波性能,提高了组合导航系统的解算精度,能够满足船舶高精度导航定位的要求。     

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。