平行控制理论在钕铁硼氢粉碎控制系统中的应用
发布时间：2020-08-07 21:48
【摘要】：钕铁硼(NdFeB)氢粉碎系统具有非线性、多变量、耦合、钕铁硼合金粉碎状态不可在线测量等特点,优化控制进展缓慢,本文基于平行控制理论,建立钕铁硼氢粉碎过程的平行控制系统。文章阐述了钕铁硼氢粉碎过程的平行控制系统的研究思路,重点阐述了该系统中人工系统的构建方法,分析了人工系统和实际系统的相互作用,为复杂系统优化控制探索了一种新思路。
【图文】：
稀土第37卷构成平行控制系统的实际部分即实际系统。在此基础上，建立与实际系统等价的人工系统，从而构成双闭环控制系统，即平行控制系统［2］。平行控制的最大特点就是要使人工系统的角色从被动到主动、离线到在线，直至最后由从属地位提高到相同地位，使人工系统在比较复杂的实际系统控制中有效地发挥作用。平行控制系统结构［2］如图1所示。图1平行控制系统结构图Fig.1Structurediagramofparallelcontrolsystem在此框架之下，可有三种工作模式，即:学习与培训、实验与评估、管理与控制，三种工作模式经历了由人工系统为主、人工系统与实际系统交互运行、人工系统与实际系统平行执行三个阶段。一个实际系统可与多个人工系统互动。2基于平行控制理论的钕铁硼氢粉碎工艺控制系统2．1控制系统组成钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统整体结构如图2所示。该系统包括数据库(钕铁硼氢粉碎实时工况数据库和历史工况数据库)、基于案例推理的控制算法、实际系统、人工系统几部分。图2钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统结构图Fig.2ParallelcontrolsystemstructurediagramofNdFeBhydrogendecrepitationprocess66
稀土第37卷构成平行控制系统的实际部分即实际系统。在此基础上，建立与实际系统等价的人工系统，从而构成双闭环控制系统，即平行控制系统［2］。平行控制的最大特点就是要使人工系统的角色从被动到主动、离线到在线，直至最后由从属地位提高到相同地位，使人工系统在比较复杂的实际系统控制中有效地发挥作用。平行控制系统结构［2］如图1所示。图1平行控制系统结构图Fig.1Structurediagramofparallelcontrolsystem在此框架之下，可有三种工作模式，即:学习与培训、实验与评估、管理与控制，三种工作模式经历了由人工系统为主、人工系统与实际系统交互运行、人工系统与实际系统平行执行三个阶段。一个实际系统可与多个人工系统互动。2基于平行控制理论的钕铁硼氢粉碎工艺控制系统2．1控制系统组成钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统整体结构如图2所示。该系统包括数据库(钕铁硼氢粉碎实时工况数据库和历史工况数据库)、基于案例推理的控制算法、实际系统、人工系统几部分。图2钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统结构图Fig.2ParallelcontrolsystemstructurediagramofNdFeBhydrogendecrepitationprocess66
稀土第37卷含层和输出层三部分，各层均包含众多神经元。输入层用于接收数据，隐含层处理数据进行训练，并将训练结果送给输出层。BP神经网络建模流程图如图4所示。图3BP神经网络结构图Fig.3BPneuralnetworkstructure图4BP神经网络建模流程图Fig.4BPneuralnetworkmodelingflowchart②确定输入、输出变量工艺实验表明，在一定的温度范围内，炉内温度越高，合金吸氢越快，合金爆碎时间越短。随着炉内压力的增大，孕育时间越短，合金吸氢速度越快，吸氢至饱和所需时间越少。经分析，选取反应炉内温度x1、压力x2、入炉的钕铁硼合金质量x3、充入炉内氢气总量x4作为模型输入量，合金中的氢含量作为模型输出量。③Matlab7．10．0平台下，进行模型的建立和仿真。步骤如下:●采集钕铁硼氢粉碎生产过程数据;●对数据进行预处理，形成训练样本和测试样本;●依据BP神经网络原理，用训练样本集在Matlab平台上建立吸氢量预测模型;●将训练样本和测试样本代入预测模型，训练并验证模型。(2)构建突发事件模型氢气是易燃易爆气体，氢气的安全使用是钕铁硼生产企业安全防护的重点。在目前的生产过程当中，操作工人通过压力表观察氢粉碎反应炉炉膛及管道的状态，判断气路密闭性。当发现有泄漏，工人立即打开厂房排气风扇，并手动将氢粉碎炉停机停气。这一方法依赖工人责任心和应急处理经验，虽然生产企业在厂房中也设置氢气浓度报警器，但氢气浓度报警器是氢碎炉泄漏一定量或一段时间之后才报警，无益于隐患的早期发现，导致相关企业发生安全事故，造成工作人员伤亡和设备损失。针对上述问题，设计了突发事件模型，通过对传感器采集的温度、压力、电流、振动、泄露等参数的实时处理，完成阈值判断，出现工况参数
本文编号：2784568
【图文】：
稀土第37卷构成平行控制系统的实际部分即实际系统。在此基础上，建立与实际系统等价的人工系统，从而构成双闭环控制系统，即平行控制系统［2］。平行控制的最大特点就是要使人工系统的角色从被动到主动、离线到在线，直至最后由从属地位提高到相同地位，使人工系统在比较复杂的实际系统控制中有效地发挥作用。平行控制系统结构［2］如图1所示。图1平行控制系统结构图Fig.1Structurediagramofparallelcontrolsystem在此框架之下，可有三种工作模式，即:学习与培训、实验与评估、管理与控制，三种工作模式经历了由人工系统为主、人工系统与实际系统交互运行、人工系统与实际系统平行执行三个阶段。一个实际系统可与多个人工系统互动。2基于平行控制理论的钕铁硼氢粉碎工艺控制系统2．1控制系统组成钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统整体结构如图2所示。该系统包括数据库(钕铁硼氢粉碎实时工况数据库和历史工况数据库)、基于案例推理的控制算法、实际系统、人工系统几部分。图2钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统结构图Fig.2ParallelcontrolsystemstructurediagramofNdFeBhydrogendecrepitationprocess66
稀土第37卷构成平行控制系统的实际部分即实际系统。在此基础上，建立与实际系统等价的人工系统，从而构成双闭环控制系统，即平行控制系统［2］。平行控制的最大特点就是要使人工系统的角色从被动到主动、离线到在线，直至最后由从属地位提高到相同地位，使人工系统在比较复杂的实际系统控制中有效地发挥作用。平行控制系统结构［2］如图1所示。图1平行控制系统结构图Fig.1Structurediagramofparallelcontrolsystem在此框架之下，可有三种工作模式，即:学习与培训、实验与评估、管理与控制，三种工作模式经历了由人工系统为主、人工系统与实际系统交互运行、人工系统与实际系统平行执行三个阶段。一个实际系统可与多个人工系统互动。2基于平行控制理论的钕铁硼氢粉碎工艺控制系统2．1控制系统组成钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统整体结构如图2所示。该系统包括数据库(钕铁硼氢粉碎实时工况数据库和历史工况数据库)、基于案例推理的控制算法、实际系统、人工系统几部分。图2钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统结构图Fig.2ParallelcontrolsystemstructurediagramofNdFeBhydrogendecrepitationprocess66
稀土第37卷含层和输出层三部分，各层均包含众多神经元。输入层用于接收数据，隐含层处理数据进行训练，并将训练结果送给输出层。BP神经网络建模流程图如图4所示。图3BP神经网络结构图Fig.3BPneuralnetworkstructure图4BP神经网络建模流程图Fig.4BPneuralnetworkmodelingflowchart②确定输入、输出变量工艺实验表明，在一定的温度范围内，炉内温度越高，合金吸氢越快，合金爆碎时间越短。随着炉内压力的增大，孕育时间越短，合金吸氢速度越快，吸氢至饱和所需时间越少。经分析，选取反应炉内温度x1、压力x2、入炉的钕铁硼合金质量x3、充入炉内氢气总量x4作为模型输入量，合金中的氢含量作为模型输出量。③Matlab7．10．0平台下，进行模型的建立和仿真。步骤如下:●采集钕铁硼氢粉碎生产过程数据;●对数据进行预处理，形成训练样本和测试样本;●依据BP神经网络原理，用训练样本集在Matlab平台上建立吸氢量预测模型;●将训练样本和测试样本代入预测模型，训练并验证模型。(2)构建突发事件模型氢气是易燃易爆气体，氢气的安全使用是钕铁硼生产企业安全防护的重点。在目前的生产过程当中，操作工人通过压力表观察氢粉碎反应炉炉膛及管道的状态，判断气路密闭性。当发现有泄漏，工人立即打开厂房排气风扇，并手动将氢粉碎炉停机停气。这一方法依赖工人责任心和应急处理经验，虽然生产企业在厂房中也设置氢气浓度报警器，但氢气浓度报警器是氢碎炉泄漏一定量或一段时间之后才报警，无益于隐患的早期发现，导致相关企业发生安全事故，造成工作人员伤亡和设备损失。针对上述问题，设计了突发事件模型，通过对传感器采集的温度、压力、电流、振动、泄露等参数的实时处理，完成阈值判断，出现工况参数
【相似文献】
相关会议论文 前3条
1 温斌;姚南红;;ICP-AES法测定钕铁硼合金中各稀土及铝、铜、硼、钴、镍、铬、锰、镁、钛、镓、锆含量[A];第十二届全国稀土元素分析化学学术报告暨研讨会论文集（下）[C];2007年
2 鲁来宽;淡炳乾;;钕铁硼合金中常量组分的ICP-AES法同时测定[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年
3 黄仲汉;郭剑啸;张海燕;;镨钕铁硼合金中镧铈镨钕硼铝锰的测定—ICP-AES法[A];第十二届全国稀土元素分析化学学术报告暨研讨会论文集（下）[C];2007年
相关硕士学位论文 前8条
1 薛艳兵;案例控制算法在钕铁硼氢粉碎工艺控制中的应用研究[D];内蒙古科技大学;2012年
2 赵晓斌;基于数据驱动的钕铁硼氢粉碎优化控制系统研究[D];内蒙古科技大学;2015年
3 单志敏;钕铁硼氢粉碎过程平行控制方法研究[D];内蒙古科技大学;2015年
4 尚文斌;钕铁硼氢爆碎吸氢过程数学模型研究[D];内蒙古科技大学;2013年
5 王雪萍;钕铁硼氢粉碎过程建模与优化控制研究[D];内蒙古科技大学;2014年
6 蔡田;PSO-SVR在钕铁硼氢粉碎工艺中的应用研究[D];内蒙古科技大学;2013年
7 吕品;钕铁硼氢粉碎工艺计算机控制系统的研究[D];内蒙古科技大学;2010年
8 陆春伟;蚁群算法在钕铁硼氢粉碎控制系统中的应用[D];内蒙古科技大学;2014年
本文编号：2784568
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2784568.html
