乙烯一步氧化法制乙醛过程的实时优化方法

本文讨论了乙醛生产过程的实时优化,提出了以乙醛的收率作为优化目标,建立优化模型来调整操作参数以提高乙醛收率.优化模型基于2个软测量模型,它们被实时校正以准确反映实时过程状态.实践表明实时优化的有效性,在总体上提高了乙醛收率,带来了可观的经济效益.     

酵母培养过程的数学模型及参数和状态的实时估计

由于缺乏实时测量生化过程某些参数的传感器,本文提出了一种应用气体分析和估计原理相结合的方法,去建立酵母培养过程的数学模型。首先在带计算机检测系统的ISF_200型发酵装置上作了充分的实验。在积累了大量实验数据基础上,根据氧消耗和能量产生之间的关系建立了酵母培养过程的观测方程。又根据物料衡算建立了酵母培养过程的状态方程。然后用单纯形—阿达姆斯寻优方法确定系统模型参数,用卡尔曼滤波方法实时估计发酵液中的一些关键状态(菌体浓度、比生长速率及基质浓度),并进一步用扩展卡尔曼滤波方法进行模型参数和状态同时的实时估计。从采集数据到得出估计结果所经历的时间不超过3分钟。与实验结果对比,说明所建立的数学模型能较精确地描述酵母培养过程。由于实现了过程状态和模型参数的实时估计,为进一步实现过程的最优控制奠定了基础。     

基于特征模型求解的操作指导专家系统

针对操作指导专家系统的特点，利用过程特征量的状态描述过程的工况（状态），提出了一种基于特征模型的求解策略，由过程工况（状态）求解树，得到过程当前状态，应用实例表明，该方法实现了快速求解，可满足实时操作指导的需要。     

基于蓝牙无线传感网络的病人身体状态实时监护系统设计

基于蓝牙无线传感网络设计实现了病人身体状态实时监控系统,目的是实时监测病人的各项生理状态参数,了解病人院外活动过程中的身体状态,保障病人的安全。通过基于蓝牙传感器的病人身体状态采集系统、无线通信系统、病人监护中心3个部分实现了病人身体状态实时监控系统。病人身体状态采集系统通过蓝牙无线传感器对病人的主要生理参数和运动参数进行不间断的实时监测,并借助便携式监护通信终端,将病人的各项数据传输给医院监护中心;监护中心接收来自各病人的数据并存储在数据库中,实时判断病人的身体健康状态,有异常时及时预警,另一方面,可在需要时以图形化的方式显示病人各项生理参数的变化,以提供给医生进行分析。研究结果表明,该系统能够实现对远程病人身体状态的实时监护,经过对样机系统的测试,该系统实现了对病人生理参数的实时采集、传输和存储,并可在心率异常时实时预警,有比较重要的实用价值。该系统还可以加入运动传感器、定位系统和信息融合算法来实现对病人的定位和跌倒监测,以帮助病人在出现异常状态时能够迅速得到救治。     

连续油管作业的数字孪生及其下入性

连续油管是油气行业的重要工具,实际作业下入过程的存在与传动理论分析结果差异较大,倒是现场作业面临多次下入,造成连续油管的安全隐患。针对其下入性问题,提出了连续油管的数字化模型,建立了下入过程的接触状态算法、载荷分析物理模型,对下入的全过程进行同步孪生,实现了对下入连续油管实时计算的管柱承载状态与强度校核,以及对连续油管下入性的全过程分析。结果表明：连续油管下入过程中的接触状态随下入深度实时变化,管径比和摩擦系数是下入过程自锁判定的显著影响因素。本研究所提出的分析方法可有效服务于连续油管现场作业以及实时作业安全评估,并为连续油管的使用寿命分析提供重要依据。     

基于数字孪生模型的数控铣床状态监测系统

设计了一种基于数字孪生技术的数控铣床状态监测和分析系统。该系统由物理信息采集系统和基于数字孪生的实时监测软件两部分组成。物理信息采集系统通过传感器和网络化数控系统技术,对数控铣床运行状态数据进行实时监测和采集。应用数字孪生技术将物理世界的状态反映到数字化的虚拟机床模型中,从而对机床运行状态进行在线监测。实验表明,该系统能够采集数控铣床运行过程的多种物理信息数据,实时更新数字化虚拟机床模型的状态,为加工优化、故障诊断、预测性维护等提供了支撑。     

风电机组主轴系统实时可靠性分析与预测方法研究

对于历史数据不完整的风电机组系统,运行过程中需要对系统和设备进行实时可靠性分析和预测。以风电机组主轴轴承系统为例,以参数偏差为其量化指标,建立实时的可靠性评价模型,对风电机组主轴轴承系统进行实时状态评价和可靠性分析。同时,基于灰色预测法对监测参数进行趋势预测。根据趋势预测结果,结合实时可靠性分析所确定的系统当前状态评价结果,及时预警并识别故障,确定设备维修方案,保障风电机组良好运行。     

浅析大断面公路隧道的施工控制

当今社会的发展,公路隧道对人们生活、出行越来越重要。公路施工是一个复杂的系统工程,隧道施工的过程也就是该系统的运行过程,施工过程中结构的受力状态、安全性能和隧道安全状态是桥梁施工控制的目标,在整个施工过程中,受许多确定和不确定因素的影响,会使实际状态与理想目标状态之间存在一定的差异。因此,对施工状态进行实时监测、预测、调整,从而实现设计目标就成为施工控制的中心任务。     

基于物联网和无线传感器网络的马拉松训练实时监控和指导系统的研究

针对马拉松训练过程中,教练员难以获取运动员各种状态信息并实时的对运动员进行指导等问题,本文综合应用物联网和无线传感器网络技术,研究了能够在马拉松训练过程中实时采集运动员生理机能指标和运动效果指标的信息系统,系统还支持运动员与教练员实时交互。对比实验表明,该系统对马拉松训练的成绩提高有较大的帮助,有助于提高科学训练水平。     

实时调度问题的形式化描述及分析

使用自动机理论建立了一个用于分析实时调度问题的、可化简归并的形式化方法。通过分析单个任务的状态变化过程来构造实时系统的自动机。对自动机的状态进行化简和归并,大大降低了讨论实时调度问题的复杂度。以优先级上限协议为例构造了确定有穷自动机并使用该自动机证明了优先级上限协议的性质。     

延迟时间未知的时延系统神经网络补偿控制

提出了延迟系统及延迟时间参数的神经网络辨识方法。改变神经网络输入样本区间,利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变,可以辨识出非线性对象的延迟时间。将神经网络大延迟系统的辨识与基于模型补偿的控制策略相结合,可以用于具有变化参数或者不确定性延迟时间的大延迟系统的控制。仿真结果表明这种神经网络模型补偿延迟系统控制具有很好的控制效果,它是大延迟控制中克服延迟时间变化的很有希望的方法。     

基于模型参考的锅炉燃烧系统神经网络控制和辨识

大纯时延、煤种多变和蒸汽负荷频繁变化是链条炉难以进行良好燃烧控制的原因。对非线性延迟系统延迟时间的神经网络辨识方法进行了研究,即改变神经网络输入样本区间,利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变,可以辨识出非线性对象的延迟时间。将神经网络大延迟系统的辨识与基于神经网络动态补偿的模型参考自适应控制策略相结合,可用于对具有变化参数或不确定性延迟时间的非线性大延迟系统的控制。仿真结果表明:这种神经网络模型对非线性大纯时延系统的控制具有控制速度快、鲁棒性能好等优点。     

时变大纯滞后系统的单神经元预测控制

为对时变大纯滞后系统实现快速有效的实时控制 ,将单神经元与 L evinson预测器相结合采用比例积分微分调节器 (PID)控制方式 ,设计了单神经元预测控制器 ,其权值和可整定参数能够在线自适应调整 ,克服了大滞后对象控制结果不能及时反馈的不足。应用该控制策略对大滞后一阶和二阶对象的仿真研究表明 ,对大滞后时变系统具有很强的适应性和鲁棒性 ,各种控制性能明显优于常规 PID等其它控制     

一类产出系统的延迟反馈控制

将两种延迟反馈控制方法应用到具有不同预期决策规则的双寡头垄断生产模型,一种形式的延迟反馈控制法是对系统变量进行延迟控制;另一种是对系统参数进行延迟控制.其控制目标都是通过对系统变量和参数的延迟使系统稳定到不稳定不动点或均衡点.理论推导和数值模拟证明了此方法的有效性,并解析地给出了收敛条件和控制增益所在的范围.实施控制后的生产模型能快速地达到Nash均衡点,这为现实中的企业提供了理论参考及生产依据.     

含控制延时的离散滑模变结构控制

讨论了变结构采样控制系统中离散滑动模态存在的条件和满足条件的变结构控制逻辑方程，提出了采样系统的控制延时问题及其数学描述，在此基础上，针对数字控制式调速系统，给出了含控制延时的离散滑模变结构控制器的设计方法，并进行了仿真验证。     

微机控制伺服系统中状态调节器的设计

本文给出一种二次性能最优的微型计算机控制算法,该算法保证系统无静差,而且鲁捧性强.用该算法设计一个微型计算机控制系统时,可以同时考虑控制量的约束,状态变量的约束以及时滞等对系统对系统的影响.计算机仿真结果表明该算法对微型计算机控制系统是有效的.     

Predictive PI control and its robust stability analysis

It is difficult to analyze robust BIBO stability of predictive PI (PPI) control system due to the time delay of process. A novel technique for stability analysis of this kind of system is proposed in this paper. The state space form of PPI control system is given, and its characteristic polynomial is derived by a simple method, so the robust BIBO stability analysis of this kind of system is also the analysis of corresponding characteristic polynomial. Applying Kharitonov theorem and edge theorem, the BIBO stability can be judged for arbitrarily given process parameter intervals. The system robust stability with variable process parameters is described respectively, and some beneficial conclusions for the design of PPI controller are obtained.     

大时滞不确定对象的数字控制系统设计方法

提出一种新的控制算法－时滞并联自适应控制算法，简写为ＳＰＺ。理论分析和仿地具结果表明，在被控对象为任意阶、纯滞后时间为任意长的稳定的慢时变系统中，应用此算法设计系统，系统的阶跃响无振荡、无超调，无振铃、系统静着为零。这各 法进壬线参数辨识，运算时间不长，适用于实时控制，程序占用存贮空间不大，用单片机就能实现，系统造价 ，很工程实用价值。     

高层结构半主动预测控制

建立了基于磁流变流体（magnetorheological,MR）阻尼器的半主动多步预测控制系统,该系统根据结构当前的状态能够预测未来多步的响应,并在系统内部对时滞进行自动补偿．结合一高层结构,对设置多个MR阻尼器的半主动多步预测控制系统进行了仿真分析,在系统内部考虑了时滞的影响,与理想无时滞情况的对比分析表明,该方法能够对时滞进行有效补偿,保证控制系统的稳定性,同时具有很好的减震控制效果．     

时间最优控制的一种算法

本文提出了对于控制作用和状态均受约束的多入多出线性系统的求解时间最优控制问题的算法。在离散数学模型的基础上,首先应用求解线性规划问题的有界变量单纯形方法求出满足控制约束的控制序列,然后再利用割平面方法处理状态约束,以求得满足约束条件的最优控制。除时间最优外,本算法还允许提出线性形式的附加目标函数。在具有附加目标函数时为能有效地处理状态约束,推导出了有界变量对偶单纯形方法。本算法通过扩展状态或部分扩展状态,可应用于一类有状态滞后的系统。为提高计算效率和减少存储容量,采取改进了的跳步算法和压缩存储技术等措施。