链箅机回转窑过程中球团矿生球干燥模型的研究

球团矿链篦机回转窑系统中,含水生球的干燥过程是其中重要的一个环节,干燥过程的完成情况与后续的球团质量密切相关.通过研究干燥过程的热传递现象,采用两段式干燥过程思想,以热量和质量为介质,考虑干燥风向的变化,建立链算机干燥过程的机理模型.根据机理模型仿真出的曲线显示该模型较好地描述生球水分蒸发、与外部空气的质量热量交换等现象,对比显示计算结果与现场实际数据吻合,证明模型的有效性.     

基于平均轨迹的连续退火过程带钢硬度预测方法

连续退火工艺使带钢内部晶粒重新转变为均匀等轴晶粒,同时消除加工硬化和残留内应力,带钢的组织和性能恢复到冷变形前状态,是改善带钢的力学性能的关键过程。但实际生产过程中,连续退火过程机理复杂,各种外部操作参数对带钢的性能都能产生影响,彼此间互相耦合,并且对带钢硬度的检测有很大的时间滞后,这对改善带钢硬度指标带来了很大的障碍。选用偏最小二乘方法构建带钢硬度与过程变量平均轨迹之间的关系,可以及时实现带钢硬度预报和过程监测。通过对现场实际数据的仿真分析证明了所提出方法的可行性和有效性。     

基于多时段MPCA模型的间歇过程监测方法研究

针对间歇过程的多时段特性, 提出一种新的生产操作时段划分方法. 该方法利用反映过程特性变化的主成分个数、负载矩阵以及主成分矩阵的变化实现间歇过程子时段的三步划分. 根据各时间片主成分个数不同, 对生产操作时段进行粗划分. 为了更客观地反映负载矩阵以及主成分矩阵的相似性, 提出了基于加权负载向量夹角余弦的负载矩阵相似度度量以及基于加权主成分欧氏距离的主成分矩阵相似度度量方法. 以相似度最小原则, 对时间片矩阵进行奖惩竞争聚类, 进而实现了生产操作子时段的细划分. 将基于改进时段划分方法的MPCA建模应用于注塑成型过程在线监测, 实验结果验证了该方法的有效性.     

一种改进的马氏距离相对变换主元分析方法及其故障检测应用

目前, 主元分析方法(PCA)在数据处理、模式识别、过程监测等领域得到了越来越广泛的应用, 但仍存在部分关键问题亟待解决. 本文为了提高PCA方法的故障检测性能, 进行了一系列的改进, 首先, 本文引入相对变换的概念, 使用马氏距离相对变换直接消除量纲, 通过理论推导证明了马氏距离相对变换可以对数据不进行标准化直接进行数据变换, 而且给出了在相对空间内数据进行PCA变换的合理解释, 表明了基于马氏距离相对变换的PCA故障检测方法可以有效的消除变量量纲对数据的影响, 提高数据的可分性. 其次, 改进了SPE监控指标, 提出一种基于马氏距离的平方预测误差指标, 更有效地实现对工业过程的故障检测. 最后, 将两种改进方法相结合, 提出改进的马氏距离相对变换PCA故障检测方法, 并以轧钢过程活套系统为背景, 实际数据仿真结果表明: 与PCA以及其它改进方法相比, 本文提出的方法具有更好的故障检测性能和实时性, 能准确、有效地检测出活套故障.     

时序约束NPE算法在化工过程故障检测中的应用

针对动态过程的故障检测问题,在邻域保持嵌入算法中改进邻域挑选,提出一种新的维度约简方法：时序约束邻域保持嵌入（time constrained neighborhood preserving embedding,TCNPE）算法。与邻域保持嵌入（neighborhood preserving embedding,NPE）算法只通过欧氏距离挑选邻域不同的是,TCNPE考虑到数据之间的时序相关性,在一定长度的时间窗之内采用k-近邻方法挑选邻域,并对时间窗内近邻与非近邻构造局部约束关系。首先,利用TCNPE提取数据特征,进行线性降维,然后构造T²和SPE统计量并利用密度估计（kernel density estimation,KDE）确定其控制限。最后,通过数值例子和TE过程（Tennessee-Eastman process）仿真来说明本文方法的有效性。     

基于LPP-GNMF算法的化工过程故障监测方法

提出了基于LPP-GNMF算法的化工过程故障监测方法。非负矩阵分解（NMF）是一种新兴的降维算法,由于它在机理上具有潜变量的正向纯加性的特点,所以在对数据进行压缩时,可以基于数据内部的局部特征有效描述数据信息,相比于传统的多元统计过程监控方法如主元分析（PCA）等有更好的解释能力。然而NMF要求原始数据满足非负性的要求,实际的化工过程有时并不能保证,为放宽对原始数据的非负要求,引入了广义非负矩阵分解（GNMF）算法。其次,GNMF在分解的过程中没有考虑到样本间的局部结构和几何性质,可能存在不能准确处理数据的问题。针对这一问题,提出了将GNMF与LPP（局部投影保留）相结合的算法。将提出的LPP-GNMF算法应用于TE过程来评估其监测性能,并与PCA算法、NMF算法、SNMF算法进行比较,仿真模拟结果表明所提算法的可行性。     

PTA精制结晶搅拌器机封缓冲液系统改造

PTA精制单元结晶器搅拌器BA601、BA602、BA603机封缓冲液系统原设计采用甘油自动补偿系统,但后来频频出现故障,对搅拌器机封的寿命及装置的正常生产带来了严重影响。为此,将结晶器搅拌器机封缓冲液由甘油改为脱离子水,截至目前为止,使用情况十分良好。     

PTA精制结晶搅拌器机封缓冲液系统改造

精对苯二甲酸装置(简称PTA)精制单元结晶器搅拌器BA601、BA602、BA603机封缓冲液系统原设计采用甘油自动补偿系统,但后来频频出现故障,对搅拌器机封的寿命与装置的正常生产带来了严重影响。鉴于系统存在的问题,车间对结晶器搅拌器机封缓冲液由甘油改为脱离子水,截至目前为止,使用情况十分良好。本文关于机封缓冲液系统改造前后情况进行阐述、分析。     

基于历史过渡特性的新过渡模态建模方法

传统的统计过程质量控制是通过检测和采集大量的过程质量特征数据以实现过程质量控制,过渡过程在短期内无法获得充足的建模数据,导致统计错判概率增加.研究了多模态生产过程中的过渡模态建模特征,提出了一种基于历史过渡模型相关特性的新过渡模态建模方法,充分利用已有过渡模型中所蕴含的过程特性,弥补新过程数据不足无法准确描述新过渡过程特性的缺点,可准确描述新出现的未建模过渡模态.通过在田纳西-伊斯曼过程中的仿真结果证明了所提出方法的可行性和有效性.     

六自由度机器人的运动学分析及码垛轨迹规划

现如今生产过程中的码垛场景多为专用的四自由度码垛机器人,通用性和灵活性较差。为提高码垛过程中机器人的通用性和灵活性,实现六自由度串联机器人的码垛,根据改进D-H法,在UR5机器人各关节末端建立固连坐标系,推导出UR5的正运动学变换矩阵及逆运动学各关节表达式。使用梯形速度控制,确定了码垛过程中直线轨迹部分的运动规律,得到了码垛过程中圆弧轨迹部分的坐标转换关系及机器人末端运动过程。在空间中规划出码垛时机器人末端轨迹,并进行仿真。绘制了各关节运动曲线,表明机器人在码垛过程中轨迹平滑,运行平稳,对六自由度串联机器人的码垛研究具有参考意义。