摘要：电熔镁炉制备电熔镁砂的工艺过程中,会交替出现正常熔炼、加料和欠烧等不同工况,针对不同的工况需要采取相应的处理方式来保证生产过程的正常进行.目前,工况的识别主要依靠人工完成,这种方式存在工人劳动强度大、容易漏检误检等问题.本文依据不同工况下炉口火焰具有不同的动态可视化特征,提出一种基于动态纹理的工况识别技术.首先,建立炉口火焰的线性动态系统模型来刻画纹理的动态特性,然后,设计基于子空间主要角度的核函数来度量火焰动态模型相似度.对比实验表明本文设计的基于子空间主要角度的工况分类器具有更好的分类精度及鲁棒性.

摘要：针对选矿工业过程流程长、工序多、生产指标多的特点,结合数据可视化及可视分析技术,开发一种选矿生产指标可视化监控组态平台。该平台包括生产工艺可视化组态设计环境、生产指标监控和可视及可视分析3个工具。组态设计环境支持以组态方式绘制工艺流程图,并能通过可视界面自定义生产工序的输入输出指标、触发事件、约束规则、工序状态属性、提示信息等;支持集成专家知识、经验和规则以实现基于知识的生产指标监控;提供算法配置接口,方便集成指标监控算法。其组态出的每一个工序都可以复用和扩展,可以构建选矿行业的基础工序单元组件库,形成选矿行业的知识积累。基于可视的工艺流程,利用指标监控工具为指标配置可视化方案,实现指标可视化监控。可视化方案由可视及可视分析工具提供,包括实时数据、历史数据及其统计特性、多指标综合对比分析、指标关联关系分析、多视图等可视方案。此外,为了提升工序指标监控效率和减轻操作人员监控强度,系统提供因子分析、Pearson相关分析、互信息、信息熵等分析手段,以辅助人们提取出工序关键监控指标,从而实现对监控生产指标的约简。由于该平台以组态方式提供,使其可以快速应用于其他流程行业,实现生产指标可视化监控的组态化。最后,该系统作为选矿生产执行系统的一部分成功应用到某选矿厂生产过程中,取得了良好的应用效果。

摘要：无线网络环境下赤铁矿混合选别浓密过程控制问题是以底流矿浆泵频率为内环输入,以底流矿浆流量为内环输出外环输入,以底流矿浆浓度为外环输出的非线性串级工业过程控制问题.其外环反馈回路存在丢包,且模型参数难以辨识,故本文利用工业运行过程的在线数据,设计不依赖模型参数的跟踪控制器.首先,利用浓密过程运行在工作点附近的特点进行线性化,对流量过程设计Q-学习控制器,保证流量过程能够跟踪给定的流量设定值;然后采用提升技术,得到统一时间尺度的以底流矿浆流量设定值为输入,以底流矿浆浓度为输出的被控对象;最后,考虑到在无线网络环境下浓度过程存在反馈丢包,当前的状态可能无法获得,故采用史密斯预估器的思想,利用历史的数据估计系统当前的状态,设计丢包Q-学习设定值控制器为流量过程提供最优设定值.通过仿真实验验证所提算法的有效性.

摘要：磨浆过程作为制浆和造纸工业最为重要的生产环节之一,其输出纤维长度随机分布(Fiber length stochastic distribution,FLSD)形状直接决定着后续造纸过程的能耗和纸品质量.针对传统的均值和方差难以描述输出FLSD特征,即具有非高斯分布特性,本文提出一种磨浆过程输出FLSD的预测概率密度函数(Probability density function,PDF)控制方法.首先,采用径向基函数(Radical basis function,RBF)神经网络逼近输出FLSD的PDF,在采用迭代学习方法完成基函数参数整定基础上对相应权值向量进行估计.其次,针对权值之间存在强耦合特点,利用随机权神经网络(Random vector functional-networks,RVFLNs)建立表征输入变量和权值之间关系的预测模型.最后,基于建立的输出FLSD模型设计预测PDF控制器,最终实现对期望输出PDF的跟踪控制.基于工业数据实验验证了所提方法的有效性,为磨浆过程优化运行和控制提供理论依据.

摘要：针对现有催化裂化(FCC)装置操作优化中未根据市场需求考虑多产品收率约束的问题,本文提出了一种求解多产品收率约束催化裂化反再系统操作优化的改进差分进化(iDE)算法.首先针对FCC操作优化中约束多和不同操作变量的可行范围差异大的特点,设计了一种协同交互变异策略产生变异个体,以提高算法的开发和探索能力;其次提出了一种具有修复功能的参数自适应策略来更新变异因子和交叉因子.此外考虑到FCC操作优化具有时效强的特点,提出了对每一代种群中最好个体实施加强搜索的方法,以提高算法的收敛速度.仿真结果表明:在求解多产品收率的FCC反再系统操作优化问题上,该算法具有较强的全局寻优能力、鲁棒性以及较快的收敛速度.

摘要：为了满足复杂工业过程控制技术的研究需求,需要建立具有代表性的半实物仿真系统.针对混合选别过程,研发由对象计算机、控制器设计计算机、监控计算机、虚拟执行机构与检测仪表装置和控制系统组成的半实物仿真系统.该系统基于工业控制系统软件开发控制算法,运用MATLAB研发虚拟对象、虚拟执行机构和检测仪表、控制器设计模型,研发了相应的可视化界面.在对象计算机、控制器设计计算机和监控计算机的基础上完成了被控对象机理建模、控制器设计模型参数辨识、控制器设计和控制器性能评价等研究.为复杂控制算法研究进一步工业应用奠定了基础.

摘要：针对如何实现发动机转矩快速精准地跟踪期望转矩的问题,提出一种基于观测器的模型预测控制策略.首先,利用均值模型对汽油发动机的进气歧管压力动态、转矩和转速动态进行建模,考虑到发动机真实转矩不可测的情况,采用Lyapunov稳定性理论和可测转速信号设计观测器对进气歧管压力进行在线估计,进而获得发动机的实时估计转矩;然后,利用基于观测器的模型预测控制算法设计转矩跟踪控制器,通过C/GMRES数值优化算法在线求解滚动时域优化问题,实现转矩的实时跟踪控制;最后,利用汽油发动机实验台进行实验验证以表明所提出算法的有效性.

摘要：提出了一种高速列车运行时间与节能协同优化方法.针对由动态调度层、优化控制层、跟踪控制层组成的列车运行控制与动态调度一体化结构,设计了面向动态调度层和优化控制层的列车运行时间调整策略和节能速度位置曲线.基于高速铁路闭塞区间,建立了列车区间模型和列车速度曲线节能优化模型.利用模型预测控制方法对列车区间运行时间进行调整,优化列车总延误时间;根据调整后的区间运行时间设计列车运行优化速度位置曲线,减少列车运行能耗.仿真算例验证了设计的运行时间与节能协同优化策略的有效性.

摘要：为解决赤铁矿强磁选过程运行因工艺生产指标无法在线连续检测而难以实施闭环优化控制的问题,将过程知识、专家经验与过程数据相结合,设计了由基于案例推理的回路预设定模型、小波神经网络软测量模型以及专家规则补偿器构成的智能优化设定控制器.针对已有优化控制软件存在的标准化程度低、可扩展性差、资源无法复用等问题,设计并开发了基于.NET组件技术的集优化控制与运行监视为一体的磁选优化设定控制软件系统.该系统针对具有不同编程技能的研究人员,实现对动态链接库、Matlab脚本以及VBScript脚本3种算法形式的支持.在半实物仿真平台的实验研究表明,所开发的系统具有一定的鲁棒性,有效保证了最终产品质量.

摘要：针对电熔镁炉熔炼过程中电极电流的调节主要依靠人工手动控制,控制效果差、产品质量不稳定、能量浪费严重的生产现状,提出了一种电熔镁炉智能控制策略.该智能控制策略根据熔炼过程中不同的熔炼工况分别设计了基于SPSA算法和神经网络的正常工况控制器以及基于规则推理技术的特殊工况控制器.将所设计的电熔镁炉智能控制系统应用于实际工业现场,实现了对电极电流的自动控制,保证了产品产量,降低了产品能耗.