基于预测控制的盘件气体冲击射流换热过程的优化研究
发布时间：2020-12-12 19:17
随着我国航天、航空事业的发展,合金金属热处理的重要性日益凸显。在淬火工艺方面,传统的油淬、水淬等方法具有冷却不均匀、局部冷速不可控、有较大残余应力等缺陷,而气体冲击射流换热借助自身的诸多优点提供了一种有效的淬火方式。为了保证工件冷却过程对金相组织控制的要求,同时又要避免温度场控制不精确导致工件报废,气体冲击射流换热过程的温度控制过程显得尤为重要。本课题基于气体冲击射流换热原理,针对具有变厚度特点盘件的温度场这样的分布参数系统,对其冷却过程温度场控制做了以下研究:首先,建立了盘件气体冲击射流换热过程的仿真模型,探究了恒流速情况下射流气体温度、喷嘴结构以及盘件静止与旋转对盘件温度变化的影响,优化了盘件的气体冲击射流换热过程。其次,为达到盘件冷却过程温度分布与关键点冷却速率可控的目的,针对气体射流换热的边界条件进行逆求解,提出了采用小波神经网络对射流冷却系统进行辨识的方法,并采用遗传算法对小波神经网络权重初值选取进行优化,并以此为预测模型,以神经网络PID控制器作为滚动优化方案,设计了盘件气体冲击射流换热过程温度场的优化预测控制策略,借助FLUENT与Simulink的协同仿真,与传统的PI...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
易普森Turbo2Treater真空气淬炉随着计算机技术的迅速发展，国外学者对气体淬火技术进行了数值模拟、实
图 1-2 射流换热流场分布[11]气体冲击射流换热工艺进行了一定的研究，并成国[17]对喷流换热的最佳结构参数做了许多分析研空口中心之间距离、喷流孔板孔口直径与平均对利用 FLUENT 软件搭建了真空高压气淬炉的三维流场的分布，模拟了多工件气体淬火冷却的过程线，与实际实验所得结果拟合度较高，为之后对供了理论依据，实验结果如图 1-3 所示。
图 1-2 射流换热流场分布[11]体冲击射流换热工艺进行了一定的研究，并[17]对喷流换热的最佳结构参数做了许多分析口中心之间距离、喷流孔板孔口直径与平均用 FLUENT 软件搭建了真空高压气淬炉的场的分布，模拟了多工件气体淬火冷却的过，与实际实验所得结果拟合度较高，为之后了理论依据，实验结果如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于预测PI的多变量控制在锅炉燃烧系统中的应用[J]. 张丙昌,任正云,陈安钢. 计算机测量与控制. 2017(09)
[2]人脸识别中的遗传神经网络并行实现[J]. 李海朋,李晶皎,闫爱云,王爱侠,王骄. 计算机科学. 2015(S1)
[3]真空高压气淬炉流场和温度场的数值模拟[J]. 曹润辰,王婧,王琦,顾剑锋. 热处理. 2014(01)
[4]一类不确定热方程自适应边界控制[J]. 李健,刘允刚. 自动化学报. 2012(03)
[5]常压高速气雾喷射淬火表面换热系数[J]. 丁冬芳,邵宝东,程赫明,李建云,李自良,侯立军,侯杰,王丽凤,田翀. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2011(03)
[6]热处理技术发展和热处理行业市场的分析[J]. 朱祖昌. 热处理. 2009(04)
[7]基于FLUENT/MATLAB接口的分布参数系统闭环控制仿真[J]. 鲍文,李伟鹏,常军涛,付海洋. 系统仿真学报. 2008(11)
[8]工件气体淬火过程数值模拟[J]. 罗筠,康进武,柳百成,融亦鸣. 热加工工艺. 2007(04)
[9]实数遗传算法交叉策略的改进[J]. 陈小平,于盛林. 电子学报. 2003(01)
[10]真空炉高压气体淬火的计算机模拟及其应用[J]. 卢志文,吴希让. 国外金属热处理. 1997(05)
博士论文
[1]神经网络预测控制中的滚动优化方法研究[D]. 樊兆峰.中国矿业大学 2015
[2]电力系统模型预测控制技术研究[D]. 杨罡.北京交通大学 2013
[3]基于声发射技术的FRP复合材料损伤识别方法研究[D]. 王艳茹.东北石油大学 2012
[4]分布参数系统的确定学习理论及其应用[D]. 彭滔.华南理工大学 2011
[5]非线性模型预测控制方法在滑翔弹道控制中的应用研究[D]. 修观.南京理工大学 2011
[6]小波神经网络若干关键问题研究[D]. 侯霞.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]小波神经网络在高铁路基沉降监测中的应用研究[D]. 刘攀.兰州大学 2017
[2]基于分布参数模型的变厚度盘坯气淬过程控制策略研究[D]. 高延熹.哈尔滨工业大学 2016
[3]变厚度盘件气淬冷却过程仿真与系统多目标优化[D]. 王中涛.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于小波神经网络预测控制的加热炉炉温控制策略的研究[D]. 代正梅.太原理工大学 2007
本文编号：2913131
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
易普森Turbo2Treater真空气淬炉随着计算机技术的迅速发展，国外学者对气体淬火技术进行了数值模拟、实
图 1-2 射流换热流场分布[11]气体冲击射流换热工艺进行了一定的研究，并成国[17]对喷流换热的最佳结构参数做了许多分析研空口中心之间距离、喷流孔板孔口直径与平均对利用 FLUENT 软件搭建了真空高压气淬炉的三维流场的分布，模拟了多工件气体淬火冷却的过程线，与实际实验所得结果拟合度较高，为之后对供了理论依据，实验结果如图 1-3 所示。
图 1-2 射流换热流场分布[11]体冲击射流换热工艺进行了一定的研究，并[17]对喷流换热的最佳结构参数做了许多分析口中心之间距离、喷流孔板孔口直径与平均用 FLUENT 软件搭建了真空高压气淬炉的场的分布，模拟了多工件气体淬火冷却的过，与实际实验所得结果拟合度较高，为之后了理论依据，实验结果如图 1-3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于预测PI的多变量控制在锅炉燃烧系统中的应用[J]. 张丙昌,任正云,陈安钢. 计算机测量与控制. 2017(09)
[2]人脸识别中的遗传神经网络并行实现[J]. 李海朋,李晶皎,闫爱云,王爱侠,王骄. 计算机科学. 2015(S1)
[3]真空高压气淬炉流场和温度场的数值模拟[J]. 曹润辰,王婧,王琦,顾剑锋. 热处理. 2014(01)
[4]一类不确定热方程自适应边界控制[J]. 李健,刘允刚. 自动化学报. 2012(03)
[5]常压高速气雾喷射淬火表面换热系数[J]. 丁冬芳,邵宝东,程赫明,李建云,李自良,侯立军,侯杰,王丽凤,田翀. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2011(03)
[6]热处理技术发展和热处理行业市场的分析[J]. 朱祖昌. 热处理. 2009(04)
[7]基于FLUENT/MATLAB接口的分布参数系统闭环控制仿真[J]. 鲍文,李伟鹏,常军涛,付海洋. 系统仿真学报. 2008(11)
[8]工件气体淬火过程数值模拟[J]. 罗筠,康进武,柳百成,融亦鸣. 热加工工艺. 2007(04)
[9]实数遗传算法交叉策略的改进[J]. 陈小平,于盛林. 电子学报. 2003(01)
[10]真空炉高压气体淬火的计算机模拟及其应用[J]. 卢志文,吴希让. 国外金属热处理. 1997(05)
博士论文
[1]神经网络预测控制中的滚动优化方法研究[D]. 樊兆峰.中国矿业大学 2015
[2]电力系统模型预测控制技术研究[D]. 杨罡.北京交通大学 2013
[3]基于声发射技术的FRP复合材料损伤识别方法研究[D]. 王艳茹.东北石油大学 2012
[4]分布参数系统的确定学习理论及其应用[D]. 彭滔.华南理工大学 2011
[5]非线性模型预测控制方法在滑翔弹道控制中的应用研究[D]. 修观.南京理工大学 2011
[6]小波神经网络若干关键问题研究[D]. 侯霞.南京航空航天大学 2006
硕士论文
[1]小波神经网络在高铁路基沉降监测中的应用研究[D]. 刘攀.兰州大学 2017
[2]基于分布参数模型的变厚度盘坯气淬过程控制策略研究[D]. 高延熹.哈尔滨工业大学 2016
[3]变厚度盘件气淬冷却过程仿真与系统多目标优化[D]. 王中涛.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于小波神经网络预测控制的加热炉炉温控制策略的研究[D]. 代正梅.太原理工大学 2007
本文编号：2913131
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