陶瓷梭式窑温度智能检测与控制方法研究

发布时间：2017-10-16 07:11

  本文关键词：陶瓷梭式窑温度智能检测与控制方法研究

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【摘要】：陶瓷梭式窑是陶瓷生产中一种常见的热工设备,梭式窑烧成带工况直接影响陶瓷产品质量以及生产效率。目前陶瓷梭式窑温度检测和控制方法比较落后,为了提高陶瓷产品质量,有必要研究先进的检测与控制方法实现对陶瓷梭式窑烧成带的有效控制。陶瓷梭式窑控制系统是具有大滞后、强耦合、时变等特点的非线性系统,单独采用PID控制很难满足控制要求,所以本文采用基于PID的智能控制方法实现对陶瓷梭式窑的控制。针对陶瓷梭式窑温度检测精度低和控制方法落后的状况,本文主要做了以下研究工作:1.对陶瓷梭式窑的温度用热电偶进行点检测,同时利用CCD摄像头进行火焰图像采集,并对采集的火焰图像进行处理计算,得到的温度值与热电偶点检测的温度值进行信息融合,最终得到温度的融合值,并存入专家系统。2.在陶瓷制品烧制时,根据制品各方面的特征,从专家系统中提取烧成温度曲线,利用有限状态机对温度变化过程进行建模。另外,建立了陶瓷梭式窑的理论模型,通过测量的输入输出值再利用最小二乘法辨识得到具体参数,最终建立了陶瓷梭式窑的数学模型。3.给出了Kalman滤波算法,将Kalman滤波方法与传统的PID控制方法相结合,设计了基于Kalman滤波的PID混杂智能控制器,较好地实现了对陶瓷梭式窑烧成带温度的智能控制。最后,基于Matlab进行仿真研究,仿真结果表明所设计的控制器是有效可行的。
【关键词】：陶瓷梭式窑 信息融合 有限状态机 最小二乘法 智能控制
【学位授予单位】：景德镇陶瓷大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.65
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 引言7-11
• 1.1 课题研究的目的和意义7
• 1.2 国内外技术现状与发展7-9
• 1.2.1 陶瓷梭式窑温度检测的现状与发展7-8
• 1.2.2 陶瓷梭式窑温度控制的现状与发展8-9
• 1.3 论文的主要研究内容9-11
• 2 基于多传感器的陶瓷梭式窑温度检测11-27
• 2.1 陶瓷梭式窑概述11-13
• 2.1.1 陶瓷梭式窑的组成及结构概述11-12
• 2.1.2 陶瓷梭式窑烧结工艺概述12
• 2.1.3 陶瓷烧成制度的确定12-13
• 2.2 多传感器的温度检测13-21
• 2.2.1 热电偶测温13-15
• 2.2.2 火焰图像处理15-21
• 2.3 陶瓷梭式窑温度的信息融合21-26
• 2.3.1 信息融合的概念和基本原理21
• 2.3.2 信息融合的结构21-24
• 2.3.3 温度信息融合算法24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 陶瓷梭式窑温度变化过程建模27-34
• 3.1 专家系统27-29
• 3.1.1 专家系统的定义27
• 3.1.2 专家系统的一般结构27-28
• 3.1.3 专家系统的建立步骤28-29
• 3.2 基于有限状态机的温度建模29-33
• 3.2.1 有限元状态机概述29-30
• 3.2.2 有限状态机在陶瓷梭式窑中的应用30-33
• 3.3 本章小结33-34
• 4 陶瓷梭式窑系统建模34-42
• 4.1 陶瓷梭式窑的理论模型34-35
• 4.2 陶瓷梭式窑的系统辨识35-41
• 4.2.1 输出量与输入量的变化关系38-39
• 4.2.2 最小二乘法参数辨识39-41
• 4.3 本章小结41-42
• 5 陶瓷梭式窑温度智能控制方法研究42-48
• 5.1 PID控制原理42-43
• 5.2 卡尔曼滤波43-45
• 5.3 基于卡尔曼滤波器的PID控制仿真45-47
• 5.4 本章小结47-48
• 6 结论与展望48-49
• 6.1 结论48
• 6.2 展望48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-55
• 附录: 攻读硕士学位期间发表的论文55

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