稀土萃取系统动态矩阵控制（DMC）的分布式仿真平台

稀土萃取过程具有多变量、强耦合、非线性、时变及大时滞等综合复杂特性,为解决其智能控制技术的工程化验证问题,建立了稀土萃取系统DMC分布式仿真实验平台。实验平台由优化计算机、过程控制系统(PCS)、仪表与执行机构的虚拟装置和模拟现场萃取过程的对象计算机组成。在对象计算机上,通过MATLAB和组态软件之间的无缝链接,有效地模拟稀土萃取系统的输入输出特性。该实验平台的所有过程信号与工业现场一致。实验结果表明,它可以有效地从工程角度验证DMC系统的控制性能。     

竖炉焙烧过程优化操作运行与控制仿真实验平台

竖炉焙烧过程的工艺指标难于在线测量且与控制回路输出间的动态特性具有非线性、强耦合、难以用精确模型描述、随生产边界条件变化的综合复杂性.为解决其优化操作运行与控制问题,建立了具有开放性和模块化的焙烧过程优化操作运行与控制半实物仿真实验平台.该平台采用优化运行层和常规控制层两层结构组成的操作运行与控制策略来设计开发.主要由优化运行系统、过程监控系统、PLC控制系统、虚拟执行机构与检测装置和对象模拟计算机系统组成.该平台实现各个系统的无缝集成,其过程信号与工业现场一致,实验结果表明了其有效性.     

工业过程智能优化控制半实物仿真实验平台

工业生产过程具有多变量、强耦合、强非线性和不确定性等特点,使得生产现场难以对自动化系统及相应的优化控制软件进行充分调试和实验.针对这一问题,提出了由生产过程控制系统和虚拟过程控制对象组成的工业过程分布式半实物仿真实验平台,为研究开发专有智能优化控制系统提供有效的工业验证环境.制定了在平台之上开发专有系统的相关规则,采用PID控制回路进行了平台测试,最后应用热轧带钢层流冷却智能优化系统对平台进行了验证,实验结果表明实验平台的有效性.     

传感器在环自动泊车仿真测试系统设计

针对智能网联汽车自动泊车功能实车测试成本高、周期长、重复性差问题,基于硬件在环及计算机数值模拟仿真技术,以自动泊车传感、控制系统为主要测试对象,搭建实验室环境下传感器在环自动泊车仿真测试系统,借助美国国家仪器公司(National Instruments,NI)软硬件实时平台、CarMaker虚拟仿真场景软件模拟仿真自动泊车交互场景、车辆底盘动力学特性及超声波传感器特性,集成开发摄像头视觉注入板卡、超声波物理回波仿真板卡仿真模拟传感器物理信号,虚实结合构建了完整的传感器在环自动泊车测试验证环境.以某车型实车带自动泊车功能的智驾控制器、超声波传感器为被测对象,搭建垂直停车位场景对仿真测试系统进行测试验证,仿真实验结果证实测试系统能够为自动泊车提供安全、高效的测试验证平台,助力自动泊车控制算法开发.     

基于遗传算法优化BP神经网络的稀土萃取过程建模

针对稀土萃取分离过程工艺复杂/难以对其建立精确的过程控制模型,提出了稀土萃取过程遗传算法优化BP神经网络建模方法.根据现场工艺参数,确定稀土萃取过程级数和各进料设定流量; 运用串级萃取理论对稀土萃取过程产生各级组分含量数据分析; 应用Matlab7.10数学软件进行分析计算,为确保2端出口产品最终达到所需纯度对过程进行研究分析,并以CePr/Nd萃取过程为例进行建模研究,对实际生产过程工艺操作控制具有一定的借鉴意义.     

碳酸二甲酯-甲醇共沸物萃取精馏过程模拟研究

对从DMC-MEOH二元共沸物中提纯DMC的萃取过程进行了模拟和优化．为了得到纯度达99．9％的提纯物，采用Aspen Plus 10．2对过程进行了计算机模拟和优化，并对3种有代表性的萃取剂(糠醛、乙酸己酯、二甲苯)进行了研究．通过对各个操作参数的优化调节，得到了高纯度的产物，同时对3种萃取剂优劣进行了比较，以期为工业应用提供理论与实践基础．     

海、陆两用风力发电实验平台设计

在风电场通过现场测试分析研究风力机性能由于受到现场环境的限制,能够获得的研究数据有限,室内模拟实验平台能够有效弥补研究不足.为此提出了一种海、陆两用风力发电实验平台方案.该实验平台由来风装置、风轮、发电机、两段式塔架、漂浮台、波浪产生装置、传感检测和数据采集系统等构成.在实验平台整体方案基础上,进行了结构参数设计,建立了漂浮台受力分析模型并获得了合理的结构参数,以Lab VIEW为开发环境设计了上位机运行状态监控系统.最后,基于构建的实验平台,开展了部分风力机动态特性研究工作,对比分析了模拟陆地风力机和海上漂浮式风力机时塔架振动特性,为进一步深入开展风力机动态特性研究提供了基础.     

基于Aspen平台的Oxy-CFB燃烧侧动态特性模拟

以某循环流化床富氧燃烧中试系统为模拟对象,借助Aspen Plus流程模拟软件搭建了Oxy-CFB燃烧系统的稳态模型.在此基础上针对动态过程模拟进行改进,并利用Aspen Dynamics平台建立了该燃烧系统的动态模型,利用试验数据对模拟结果进行了验证.基于动态模型对Oxy-CFB床温以及燃烧排放产物中二氧化碳、氧气、一氧化碳、一氧化氮等进行了仿真研究.研究表明,基于Aspen平台的动态过程模拟为Oxy-CFB锅炉燃烧系统的动态特性分析提供了新的研究手段,模拟所得的床温及烟气各组分随给煤量、一次风量阶跃变化的动态响应规律可为今后Oxy-CFB燃烧系统的控制设计提供重要依据.     

DMC-PID串级控制在CVT速比控制系统中的应用

通过分析CVT速比控制系统的结构及基本控制原理,确定该系统具有时滞弱非线性特性,论述了常规PID控制算法以及单一的DMC控制算法应用于该系统的局限性.针对这一问题,设计了DMC-PID串级预测控制算法,该算法将经过PID校正的速比控制系统作为广义的控制对象,用DMC预测算法在线滚动优化控制参数,在优化过程中利用实测信息不断进行反馈校正,充分发挥DMC算法的超前预测性和强鲁棒性以及PID控制算法的抗干扰能力.台架实验结果表明,与常规的PID算法相比,该算法能有效减小速比跟踪过程中的波动,超调量由14%下降为4%,过渡时间由6 s缩短为4.5 s,提高了系统的动静态性能.     

工程化计算机控制实验系统的研究与实践

计算机控制系统是一门实践性很强,与实际应用紧密联系的专业课程,以往传统的典型验证性实验和真正的企业生产现场存在很大差异,已经不能满足现代教学的需要。设计开发了一套工程化的计算机控制实验系统,此系统基于LN 2000分散控制系统,面向实际被控对象设备,以实际工程为主线,学生为实践主体,为学生提供了一个很好的综合性平台,加强了学生的工程意识、工程实践能力、创新能力和国际竞争能力。