微细铝粉生产过程中的氮气压力控制策略研究
发布时间：2022-12-09 03:34
随着航空航天、电子等高新科技的迅猛发展,以及铝粉在表面工程、激光等方向的创新应用,各类企业对铝粉原料的需求不断地向着微细、高纯、球形化的方向发展,从而对铝粉生产和制备的过程控制,提出了越来越高的要求。本文结合某企业微细铝粉生产和分级过程实际,在对铝粉氮气雾化分级的工艺原理和生产过程的基本控制要求分析基础上,着重讨论了氮气压力变化对雾化分级效率的影响,分别设计了雾化过程的环境氮气压力和分级过程的分级机氮气压力的控制策略。 针对雾化过程阀门开度和氮气流量之间的非线性特点,设计了一种Fuzzy-PID复合控制器,通过切换算子实现输出在模糊控制和PID控制间的快速平滑过渡,该方法既保持了模糊算法对于非线性系统快速动作的瞬态优势,又获得了PID算法精度高、误差小的稳态优点,能够较好地改善两种策略单独控制非线性系统时的局限性,在生产现场达到了满意的应用效果。 针对分级过程旋风机、给料机、平衡罐三处压力干扰使分级机压力长期处于波动状态而影响铝粉分级效率的问题,提出了一种以分级机压力为主参数、平衡罐压力为辅助参数的串级控制策略,并在主回路中引入Smith预估器,该方法不但加快了系统的响应速...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 铝粉生产技术的发展
1.2 课题研究背景及意义
1.3 主要研究内容
2 铝粉氮气雾化分级生产
2.1 雾化分级工艺及控制过程
2.1.1 雾化过程
2.1.2 分级过程
2.2 氮气循环系统
2.2.1 氮气压力对细粉率的影响
2.2.2 氮气压力的控制问题
2.3 控制系统的结构设计
2.4 小结
3 雾化过程氮气压力的Fuzzy-PID复合控制
3.1 模糊控制概述
3.1.1 模糊控制的发展与研究
3.1.2 模糊控制的特点
3.2 PID控制器的简介
3.2.1 模拟和数字PID控制算法
3.2.2 分段PID控制器的设计
3.3 雾化平衡罐压力的Fuzzy-PID复合控制
3.3.1 雾化平衡罐压力变化的特点
3.3.2 Fuzzy-PID复合控制器的结构
3.3.3 Fuzzy-PID复合控制器的设计
3.3.4 切换算子的设计
3.3.5 运行效果对比
3.4 小结
4 分级过程氮气压力的串级控制
4.1 串级控制系统
4.1.1 串级控制概述
4.1.2 串级控制的特点
4.1.3 Smith预估器
4.2 分级过程压力的串级控制设计
4.2.1 分级过程的压力干扰
4.2.2 压力的串级+Smith预估控制设计
4.2.3 串级控制系统的工作方式
4.3 串级控制的参数整定
4.3.1 平衡罐的压力模型
4.3.2 仿真系统的控制参数
4.4 仿真结果
4.5 小结
5 系统的软硬件实现
5.1 硬件系统
5.2 软件系统
5.2.1 PLC程序设计
5.2.2 工控机组态设计
5.3 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]论范氏气体方程和理想气体状态方程的关系[J]. 王鑫,申杨,赵杰,刘全慧. 大学物理. 2010(04)
[2]全球铜及铜合金粉末的生产现状及应用发展趋势[J]. 万新梁. 新材料产业. 2009(04)
[3]气雾化法制备金属粉末的研究进展[J]. 刘文胜,彭芬,马运柱,崔鹏,唐芳. 材料导报. 2009(03)
[4]氮气雾化微细球形铝粉的生产工艺[J]. 常政刚,吕娜. 硫磷设计与粉体工程. 2009(01)
[5]电气比例阀气压控制系统数学模型的建立及研究[J]. 赵建海,谢友宝. 科技信息(科学教研). 2008(02)
[6]电解方法制备纳米金属粉末的研究进展[J]. 陈维平,王眉,杨超,李元元. 材料导报. 2007(12)
[7]基于模糊加权的多模态切换控制器设计与仿真[J]. 朱华勇,张庆杰,沈林成. 系统仿真学报. 2007(18)
[8]铝粉生产过程中的火灾危害及防范对策[J]. 刘贤富. 消防科学与技术. 2007(05)
[9]基于模糊自整定PID的主汽温串级控制系统的设计[J]. 曾竞,谢又成. 微计算机信息. 2007(19)
[10]Fuzzy-PID复合控制在温度系统中的应用研究[J]. 马秀坤,马学军. 可编程控制器与工厂自动化. 2007(03)
博士论文
[1]具有相似结构的复杂控制系统的鲁棒控制研究[D]. 王银河.东北大学 1999
[2]铝粉氮气雾化分级过程集成优化控制系统研究[D]. 张永辉.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]铝粉雾化分级中的先进过程控制[D]. 吴桐.大连理工大学 2013
[2]模糊PID控制在工业过程控制中的应用研究[D]. 汪璇炫.合肥工业大学 2005
[3]模糊PID控制器的设计研究[D]. 李晓丹.天津大学 2005
[4]基于ControlLogix平台的串级控制系统的设计和实现[D]. 沈逸.上海交通大学 2007
[5]基于串级控制的预测控制算法分析与研究[D]. 邱晓惠.南京信息工程大学 2007
[6]基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统的研究[D]. 路桂明.哈尔滨理工大学 2007
[7]火电厂过热蒸汽温度串级模糊控制的研究[D]. 张波.重庆大学 2008
本文编号：3714735
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 铝粉生产技术的发展
1.2 课题研究背景及意义
1.3 主要研究内容
2 铝粉氮气雾化分级生产
2.1 雾化分级工艺及控制过程
2.1.1 雾化过程
2.1.2 分级过程
2.2 氮气循环系统
2.2.1 氮气压力对细粉率的影响
2.2.2 氮气压力的控制问题
2.3 控制系统的结构设计
2.4 小结
3 雾化过程氮气压力的Fuzzy-PID复合控制
3.1 模糊控制概述
3.1.1 模糊控制的发展与研究
3.1.2 模糊控制的特点
3.2 PID控制器的简介
3.2.1 模拟和数字PID控制算法
3.2.2 分段PID控制器的设计
3.3 雾化平衡罐压力的Fuzzy-PID复合控制
3.3.1 雾化平衡罐压力变化的特点
3.3.2 Fuzzy-PID复合控制器的结构
3.3.3 Fuzzy-PID复合控制器的设计
3.3.4 切换算子的设计
3.3.5 运行效果对比
3.4 小结
4 分级过程氮气压力的串级控制
4.1 串级控制系统
4.1.1 串级控制概述
4.1.2 串级控制的特点
4.1.3 Smith预估器
4.2 分级过程压力的串级控制设计
4.2.1 分级过程的压力干扰
4.2.2 压力的串级+Smith预估控制设计
4.2.3 串级控制系统的工作方式
4.3 串级控制的参数整定
4.3.1 平衡罐的压力模型
4.3.2 仿真系统的控制参数
4.4 仿真结果
4.5 小结
5 系统的软硬件实现
5.1 硬件系统
5.2 软件系统
5.2.1 PLC程序设计
5.2.2 工控机组态设计
5.3 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]论范氏气体方程和理想气体状态方程的关系[J]. 王鑫,申杨,赵杰,刘全慧. 大学物理. 2010(04)
[2]全球铜及铜合金粉末的生产现状及应用发展趋势[J]. 万新梁. 新材料产业. 2009(04)
[3]气雾化法制备金属粉末的研究进展[J]. 刘文胜,彭芬,马运柱,崔鹏,唐芳. 材料导报. 2009(03)
[4]氮气雾化微细球形铝粉的生产工艺[J]. 常政刚,吕娜. 硫磷设计与粉体工程. 2009(01)
[5]电气比例阀气压控制系统数学模型的建立及研究[J]. 赵建海,谢友宝. 科技信息(科学教研). 2008(02)
[6]电解方法制备纳米金属粉末的研究进展[J]. 陈维平,王眉,杨超,李元元. 材料导报. 2007(12)
[7]基于模糊加权的多模态切换控制器设计与仿真[J]. 朱华勇,张庆杰,沈林成. 系统仿真学报. 2007(18)
[8]铝粉生产过程中的火灾危害及防范对策[J]. 刘贤富. 消防科学与技术. 2007(05)
[9]基于模糊自整定PID的主汽温串级控制系统的设计[J]. 曾竞,谢又成. 微计算机信息. 2007(19)
[10]Fuzzy-PID复合控制在温度系统中的应用研究[J]. 马秀坤,马学军. 可编程控制器与工厂自动化. 2007(03)
博士论文
[1]具有相似结构的复杂控制系统的鲁棒控制研究[D]. 王银河.东北大学 1999
[2]铝粉氮气雾化分级过程集成优化控制系统研究[D]. 张永辉.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]铝粉雾化分级中的先进过程控制[D]. 吴桐.大连理工大学 2013
[2]模糊PID控制在工业过程控制中的应用研究[D]. 汪璇炫.合肥工业大学 2005
[3]模糊PID控制器的设计研究[D]. 李晓丹.天津大学 2005
[4]基于ControlLogix平台的串级控制系统的设计和实现[D]. 沈逸.上海交通大学 2007
[5]基于串级控制的预测控制算法分析与研究[D]. 邱晓惠.南京信息工程大学 2007
[6]基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统的研究[D]. 路桂明.哈尔滨理工大学 2007
[7]火电厂过热蒸汽温度串级模糊控制的研究[D]. 张波.重庆大学 2008
本文编号：3714735
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3714735.html
