An analysis,design and tuning of Cascade Control Systems in the presence of constraints in actuator and process outputs

In the presence of rate constraints in actuator, design of cascade controller based on the primary controller conditional integration can result into closed-loop system oscillations. Stability analysis, performed by the describing function technique and confirmed by simulation, demonstrates that the solution based on the Anti-Reset Windup Cascade Control System (ARW CCS) structure is successful. Design and tuning of the ARW CCS secondary controller is a standard ARW single-input single-output problem. In the present paper tuning is proposed for the ARW CCS primary controller. For the serial process modeling simple rules are derived and confirmed by experimental results, obtained on a drum type boiler of a 210 MWe lignite coal fired unit. General design of the ARW CCS is based on the parallel process modeling and optimization of the primary controller. Optimization is performed in the frequency domain, under constraints on the maximum sensitivity, multiplicative uncertainty bound and sensitivity to measurement noise. Simulation and experimental results on a laboratory thermal plant demonstrate effectiveness of the proposed optimization.     

Control policies for an industrial acetylene hydrogenation reactor

This paper addresses the problem of finding optimal operational policies for an acetylene reactor for day to day operation. A lumped parameter model based on four main reactions is developed and used to examine the effects of the reactor manipulated variables on key reaction parameters. An optimal and a sub-optimal operational policy which minimize the ethylene loss over time are formulated and the solution techniques are presented. The results indicate that the reactor model is in good agreement with industrial plant data. The performance of the optimal control policy is very similar to the performance of the sub-optimal control policy. However, the sub-optimal formulation, while retaining the dominant features of the optimal response, reduces the computational requirements. Finally, some issues concerning the real-time implementation of an advanced acetylene reactor control scheme are presented. These include the estimation of the optimum regeneration cycle, a recursive model update algorithm, the process optimizer and their overall coordination. A preliminary analysis of the benefits associated with the advanced control scheme suggests a considerable reduction in the yearly ethylene loss.     

高负荷下聚酯工艺参数的优化

介绍原 2 0万t/a装置增容到 2 4万t/a时的工艺参数优化。PTA平均粒径 95～ 110 μm ,n(EG) /n(PTA) =2 .6～ 2 .7,酯化液位 63 %～ 64 % ,温度 2 92～ 2 96℃ ;乙二醇锑催化剂 ,稳定EG、DEG量 ,选择TiO2 消光剂 ,滤除凝聚粒子 ;预缩聚温度 2 87～ 2 89℃ ,压力 2 .4～ 2 .8kPa,液位 42～ 48cm ;终缩聚温度 2 90～ 2 91℃ ,压力 2 .5～ 3 .0hPa,液位 60～ 62cm ,搅拌速度 2 .7r/min。     

危险传染病应急诊疗病房通风管道的优化设计

针对危险传染病的应急诊疗,研制出移动式危险传染病应急诊疗病房,为降低危险传染病应急诊疗病房的整体质量及棚顶的压力,以通风口的质量最轻为目标函数,以各个进气支路的进气量相等为约束条件,结合沿程阻力损失系数与管路横截面边长的关系式推导出通风管道约束函数关系式,利用MATLAB优化工具箱对模型求解,优化得到通风管道的最佳尺寸.根据优化设计结果设计了通风管道,满足实际使用要求.     

悬挂式重力补偿系统精密跟踪方法

介绍了一种用于研究空间机器人微重力条件下的工作特性的悬挂系统——悬挂式重力补偿系统,并给出了悬挂模块的动力学模型.通过数值求解与仿真,运用非线性规化求出了一定条件下的最优控制参数;用正交试验寻优、基于时间最优控制的试凑法证明了优化模型的解正确性.该研究为空间机器人地面试验系统模拟微重力环境下精密跟踪运动提供了最优控制方法.     

制造任务分解与制造单元级资源配置协同优化

针对网络化制造环境下制造任务分解与资源配置脱节的问题,提出了制造任务逐层分解与制造单元级资源配置协同优化的方法,建立了协同优化流程.在对制造任务特点进行分析的基础上,建立了制造任务模型和制造单元资源模型,建立了多目标优化模型和目标的综合评价体系,利用在遗传算法求解搜索过程中所获得的动态信息进行综合评价,并随着求解搜索过程的深入对变异幅度进行调整,以达到全局优化和加快收敛速度的目的.最后以实例验证了该方法的可行性与有效性.     

桁架结构形状优化的粒子群优化算法

为解决有应力约束、几何约束以及局部稳定性约束的桁架结构的形状优化设计,将粒子群优化(PSO)算法应用于桁架结构的形状优化设计.首先详细介绍了原始PSO算法的基本原理,然后引入压缩因子改进了原始的PSO算法,并提出了合理的参数设置值.优化计算过程中,综合考虑了节点坐标和截面面积等两类不同性质的设计变量.最后对几个经典问题进行了求解,并与传统的优化算法进行了比较.数值结果表明,改进的PSO算法具有良好的收敛性和稳定性,可以有效地进行桁架结构的形状优化设计.     

中央空调系统节能的蚁群优化控制方法

针对中央空调系统运行时变性、非线性、多变量、大滞后等特性,提出了采用启发式全局寻优的蚁群优化算法对整个系统进行能耗寻优.通过建立空调系统能耗数学模型,采取蚁群算法对模型能耗最小化寻优,分析了信息素变挥发系数算法的收敛性,指出了算法以概率1收敛到最优解.同时对系统进行了控制结构改造及运行测试,结果表明,新的控制方法使空调系统能根据负荷变化进行参数动态调整,实现各设备运行匹配良好及工况较佳的目的,平均节能率达22.3%,获得较好的节能效果,对现有中央空调控制系统的节能改造具有借鉴作用.     

锡崖沟瀑布景观工程水力模型试验研究

根据锡崖沟景区规划设计,沿锡崖沟水库溢洪道下部开凿底洞引水,在水库下游红岩大峡谷常年形成20 m宽大瀑布.以满足瀑布流的重力和紊动阻力相似的原则进行了其正态模型设计.通过模型放水试验表明：流量变化对瀑布水流流态影响很大,溢流槽空间狭小,加之上游进口扇形扩散段扩散角偏大,水流扩散不充分,堰顶溢流不均匀,瀑布景观效果差.将模型的溢流堰顶修改为T型复式断面后,顺应了水流的流动特性,在各级流量下均能获得比较好的瀑布景观效果.     

企业价值链价值分配的优化研究

为研究价值链中各企业间价值合理分配的问题,在明确企业价值链中各参与者关系的基础上,从价值分析和成本分析入手,针对价值链中各参与者的不同行为模式,对企业价值链的稳定性问题和价值链调整的合理性问题进行了分析,并给出了价值链稳定性及调整合理性的判定公式和相应经济学解释.阐述了在价值贞献和价值分配之间产生偏差的原因和几种情况,依据博弈论原理建立了价值链价值分配议价模型,模型分析表明存在唯一的子博弈完美均衡,最终可以得到一个均衡策略.研究结果为合理构建和调整企业价值链提供了理论依据.