工业微波干燥控制系统优化建模与性能评估
本文选题:大功率微波 切入点:干燥 出处:《上海交通大学》2014年硕士论文
【摘要】:大功率微波加热是一种高效无污染的加热方式,具有加热均匀、迅速、无需化学能源转换等优点,广泛应用应用于材料加热干燥,如蜂窝陶瓷干燥。目前,对微波干燥的研究大多集中在干燥工艺方面,而在干燥自动化、节能、减排方面的研究不多。微波控制不当会影响产品合格率,同时若控制器性能下降或控制不当会造成能源浪费、火灾和辐射等安全事故。某些企业的微波干燥环节的合格率仅有90%,平均每2个月就可能发生一次微波打火造成设备损毁和停机。每提高一个点合格率和减少事故率都将增加大大提高经济效益。因此研究优化微波加热控制具有很高的现实意义[1]。基于以上事实,针对微波加热作了以下几点研究和探索,分别是:总结和分析微波干燥控制系统、蜂窝陶瓷的微波干燥建模和控制优化以及微波干燥系统的控制器性能评估。首先,详细分析了微波干燥工艺模型和微波的控制原理,以及不足之处。对微波在蜂窝陶瓷干燥上的具体应用,介绍了其工艺过程和控制系统的硬件设备,并对当前使用的的微波功率控制方式作了综述。提出了控制器性能评价、智能控制进行建模和优化。其次,在总结了当前控制器性能评价的理论后,提出采用“基于历史基准的控制性能评价”方法对微波干燥系统进行性能评价。结合微波干燥特点,提出了采用综合性能指标作为控制性能评价基准,并进行实验分析。最后,神经网络被应用于非线性复杂系统建模,自适应动态规应用于优化控制。通过对微波干燥过程进行分析,采用了Elman神经网络建立微波干燥模型。再运用自适应动态规划对微波干燥控制进行优化。对所建立的微波干燥模型进行了Matlab模型训练和仿真检验;同时对微波干燥的优化控制也进行了Matlab仿真,得到了不错的控制结果。
[Abstract]:High power microwave heating is an efficient and pollution-free heating method with the advantages of uniform heating, rapid heating and no need for chemical energy conversion. It is widely used in material heating and drying, such as honeycomb ceramic drying. Most of the research on microwave drying is focused on drying process, but there is not much research on drying automation, energy saving and emission reduction. Improper microwave control will affect the qualified rate of products. At the same time, if the controller performance degradation or improper control will lead to energy waste, Safety accidents such as fire and radiation. The qualified rate of microwave drying in some enterprises is only 90. On average, once every 2 months, the equipment may be damaged and shut down. Therefore, it is of great practical significance to study the optimization of microwave heating control. [1]. Based on the above facts, The research and exploration of microwave heating are as follows: summary and analysis of microwave drying control system, modeling and control optimization of microwave drying of honeycomb ceramics, and evaluation of controller performance of microwave drying system. The technological model of microwave drying and the control principle of microwave, as well as its shortcomings are analyzed in detail. The technological process and hardware equipment of the control system are introduced for the specific application of microwave in honeycomb ceramic drying. The current microwave power control methods are summarized. The controller performance evaluation, intelligent control modeling and optimization are proposed. Secondly, after summarizing the current theory of controller performance evaluation, The performance evaluation of microwave drying system based on historical datum is put forward. According to the characteristics of microwave drying, the comprehensive performance index is used as the control performance evaluation benchmark, and the experimental analysis is carried out. Neural networks are applied to modeling nonlinear complex systems, adaptive dynamic gauges are applied to optimal control, and microwave drying processes are analyzed. The microwave drying model is established by Elman neural network, and the control of microwave drying is optimized by adaptive dynamic programming. The Matlab model is trained and tested by simulation. At the same time, the optimal control of microwave drying is simulated by Matlab, and good control results are obtained.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB4;TP273
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,本文编号:1669768
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