SPC/APC整合模式下的过程质量控制经济统计优化设计

为了提高统计过程控制与工程过程控制整合应用下质量波动的监测效果,本文建立了一种统计过程控制(statistical process control, SPC)与工程过程控制(automatic process control,APC)整合的过程质量监测模型,并构造了该模型的经济统计优化设计方案.在具体的算例中,针对不同偏移程度的异常波动,运用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGAIII),给出了三种不同的自回归滑动平均(autoregressive moving average,ARMA)随机扰动模式下的优化设计非劣解解集,并对算例中的关键影响参数进行了灵敏度分析.最后,用该优化设计方法与已有的几种SPC/APC整合监控方案进行了比较分析,结果表明,本文提出的经济统计优化设计方法显著优于统计性和经济性优化设计.     

发酵过程自学习模糊神经元控制器的设计

对发酵过程采用常规的控制方式,其控制效果不好,甚至难以实现稳定控制。高级控制算法一般需要大量的先验知识,对过程精确模型依赖较大。而模糊逻辑控制技术一般用来控制那些具有模糊性、不确定性、高阶、大滞后等难以用精确的数学模型来描述的对象;神经网络具有学习、记忆等能力。采用自组织计数传播网络(CPN)作为框架,结合改进的模糊控制算法,实现对发酵过程的模糊神经元控制。该方法有能力自组织、自学习发酵过程所需的控制知识,规则库初始为空,逐渐地被自构造,来满足预先设定的性能要求。通过对发酵过程控制的仿真研究,表明该方法能够实现自学习的能力。     

一种适于多目标稳态优化决策的伪权向量方法

伪权向量法是解决多目标决策问题的一种常见方法,但由于其决策函数中缺少对决策变量调整幅值的约束,易造成因决策变量(通常为控制回路的设定值)变动幅度过大而影响被控过程稳定性的后果,因而限制了该方法在过程控制系统稳态优化中的应用.对此,提出了一种适合于过程控制系统稳态优化的伪权向量多目标决策方法.该方法综合考虑了决策者偏好以及决策变量的变化情况,为控制系统的稳态优化提供了一种适合实际的决策方法.仿真结果验证了该方法的有效性和实用性.     

基于独立源分析的过程监测及故障诊断方法

多元统计过程控制(MSPC)要求观测数据服从正态分布,而实际的工业过程数据大都不满足正态分布条件。独立源分析(ICA)是近几年才发展起来的一种新的统计方法,可以克服对数据分布的依赖。为此以ICA算法为核心,引入一种新型的过程监测及故障诊断方法。应用ICA提取独立源,利用I2图,Ie2图和SPE图进行故障检测,将变量重构图用于诊断故障。以三水箱系统为背景进行的实验研究,验证了该方法的有效性。     

一种基于过程控制的纸张变形建模方法

以第29届北京奥运会开幕式文艺演出中纸张变形仿真为需求背景,提出一种基于过程控制的纸张变形建模方法。在一定近似逼近以及先验知识指导下,该方法根据某一时刻各顶点的空间位置间接确定纸张各边的空间姿态;根据各边的空间姿态确定纸张的最终形态;通过控制点的运动过程控制纸张变形的过程,最终实现了纸张变形过程的可控性。该方法具有可控性高、实时性好、真实感强、实现简单等优点。     

基于T-K控制图的多品种生产模式统计过程控制方法

根据SPC基本原理, 传统的统计过程控制技术无法直接用于多品种生产环境的质量监控. 提出了一种新颖的统计过程控制方法, 对工艺参数均值及标准偏差监控, 仅需一张控制图即可对多品种生产过程的运行状态做出评价. 详细给出了T、K统计量的定义和计算方式及T-K控制图控制限的确定. 理论分析表明, T-K控制图具有稳定的监控性能且具有self-starting特点. 通过实例分析及仿真验证, 证实该过程控制方法能够及时、有效地检测出多品种生产模式下导致生产过程失控的异常因素, 提示操作人员适时做出响应, 使生产过程维持在统计受控状态以保证产品质量.     

流程工业多智能体系统协调控制

以典型的流程工业过程为对象,结合分布式工业过程控制的特点,分析了多智能体应用于复杂工业过程控制的可行性、必要性;提出了一种基于工业过程控制的多智能体系统的体系结构及其协调控制过程.板带热连轧机过程控制是典型的分布式过程控制对象,文章从综合控制的角度出发提出热连轧机工业生产过程多智能体系统的体系结构,给出了体系结构中各功能模块的组成及其处理过程,并重点分析了轧钢过程中精轧机组中板形和板厚控制的协调过程.     

无人艇倾覆自恢复系统的建模与仿真

针对无人艇倾覆自恢复的运动过程进行其受力分析和系统建模.在介绍倾覆自恢复装置的基础上,详细地分析并推导了无人艇在自恢复运动过程中受到的艇体浮力(矩)、气囊浮力(矩)和横摇阻尼力矩,建立了无人艇倾覆自恢复运动的数学模型;并根据该模型设计了无人艇倾覆自恢复运动的仿真软件,最后针对某艇进行了一系列的自恢复运动仿真试验,通过分析该试验结果,探讨了气囊半径和克气速度对无人艇倾覆恢复运动的影响,并得出了满足设计要求的最佳气囊半径和充气速度,该仿真结果亦表明该无人艇倾覆自恢复系统是行之有效的,具有一定的工程实用性.     

6Sigma在系统集成过程中的应用

6Sigma是实现过程控制和持续改进的有效方法．本文针对复杂系统集成过程管理存在的问题，分析了6Sigma在系统集成过程管理中应用的可行性．提出了一种基于6Sigma的系统集成过程模型。该模型具有信息及时反馈、过程持续改进、提高质量和降低成本的特点，在项目中得到应用并取得明显效果。     

广义预测控制的快速算法及其应用

针对工业过程控制中的典型回路 ,一般采用一阶或二阶系统加纯滞后模型的特点 ,提出了一种快速广义预测控制算法 (FGPC) ,与标准的广义预测控制算法相比 ,该算法具有结构简单 ,在线运算量小的特点 ,比较适用于实时控制 ,并讨论了其中的参数计算。最后以典型工业过程系统的控制仿真验证了所提出算法的有效性。     

面向任务与基于ANP的网络信息体系能力需求满足度分析方法

针对目前在网络信息体系能力评估领域凸显的评估针对性较弱、能力关联性缺失等典型问题,以使命任务为牵引,基于复杂网络分析思想提出了一种网络信息体系能力需求满足度分析方法.该方法通过使命任务分解,将其关联映射到具体能力上,获取特定使命任务下的网络信息体系能力需求;以现有系统技战术性能指标为依据,借助能力满足度理论实现能力值量化,同时利用ANP进行能力相关性建模,获取网络化能力指标权重;进而通过多维能力融合及综合能力图谱,分析并展现体系现有能力水平之于特定使命任务的满足程度.最后以海军某使命下的体系能力需求为典型案例,检验该方法的可用性和有效性.     

基于CRC-MATE的体系架构方案选择

现代战争正逐步转向体系对抗,为了顺利实现系统集成并形成联合作战能力,需要在设计论证阶段筛选较为优化的体系架构方案,即选择合适的系统组合及其系统间的依赖关系。针对体系能力与组件系统能力的非线性关系, 不确定性导致的体系能力降级风险以及成本约束等问题, 提出基于功能依赖网络的体系能力计算法, 基于条件风险价值的体系风险度量法以及基于系统工程全流程的体系成本估算法。由此构建“能力-风险-成本”的三维多属性权衡空间探索模型。以海上防空反导体系为例, 明晰了权衡空间探索模型的构建步骤, 验证了该方法的可行性和有效性, 为作战体系建设过程中的方案选择提供了新思路。     

基于期望效能的武器装备体系能力规划模型

基于能力的规划是当前发展武器装备体系的主流思想,能力指标设计是武器装备体系发展的重要内容,但目前研究成果中缺少定量的模型。针对该问题,首先分析了武器装备体系作战能力指标的生成过程和规划思路,提出引入前景理论思想的期望效能概念,建立基于期望效能的S型价值函数规划模型,最后通过新型攻击直升机作战能力指标的分析与设计验证了建立模型的可行性和有效性。本模型为武器装备体系作战能力指标设计提供了一种定量分析的新思路。     

基于SoSE的装备体系RMS论证方法研究

装备体系可靠性、维修性、保障性(reliability-maintainability-supportability,RMS)是装备体系作战效能发挥的基础。体系工程中需求开发过程从能力要求分析开始,然后进行体系结构建模并基于体系结构给出需求方案。装备体系RMS论证即是对装备体系RMS能力要求进行分析并提出RMS指标,也遵循这一过程。首先,基于SoSE需求开发过程和装备体系特点给出装备体系RMS论证框架。接着,基于质量功能展开方法给出装备体系RMS能力要求分析过程,从装备体系使命任务出发,建立装备体系RMS能力要求映射模型,并提出相应的RMS能力指标求解方法。然后,基于面向RMS的装备体系结构框架,将RMS能力分析得出的初步RMS能力指标作为输入,基于多智能体仿真技术提出美国国防部体系架构驱动的装备体系RMS仿真框架,从而通过仿真权衡论证出最终的装备体系RMS指标。最后,对典型使命任务下的航母装备体系舰载机保障过程进行了案例分析。     

基于GAN的体系能力图谱生成方法

体系能力图谱是体系能力的一种可视化表现形式,是从体系视角对整体能力的刻画,是体系能力分析的一种重要方法。本文提出利用生成对抗网络的方法完成从体系特征到体系能力图谱的预测,设计合理的网络框架和损失函数,并利用体系实验床平台获取体系特征和能力图谱样本对来训练模型。所提方法相比于传统实验方法,不仅可以快速得到能力图谱,还可以根据体系的改变直接得到多维度的能力图谱,为作战提供实时辅助分析。     

基于GAN的体系能力图谱生成方法

体系能力图谱是体系能力的一种可视化表现形式,是从体系视角对整体能力的刻画,是体系能力分析的一种重要方法。本文提出利用生成对抗网络的方法完成从体系特征到体系能力图谱的预测,设计合理的网络框架和损失函数,并利用体系实验床平台获取体系特征和能力图谱样本对来训练模型。所提方法相比于传统实验方法,不仅可以快速得到能力图谱,还可以根据体系的改变直接得到多维度的能力图谱,为作战提供实时辅助分析。     

测量过程控制的软件实现技术及其原理

针对测量过程提出了数据重复度量的两部测量法 ,并对测量过程的波动源进行了有效分析 .提出了不同波动源诊断的一般规则 .测量过程是一种特殊的过程 ,欲像一般过程一样对其进行统计监控 ,必须首先研究如何从测量数据中分离测量波动规律问题 .在此研究基础上 ,讨论了测量过程的能力分析、统计监控方法以及相应的软件实现技术 .     

基于模糊支持向量机的小批量生产质量智能预测方法

在分析比较目前常用的智能工序预测技术及其特点的基础上,提出一种适合小批量生产过程的质量智能预测模型,并给出了相应的预测过程和算法.由于该模型中以模糊支持向量机(FLS-SVM)技术为智能核心,一方面较好的解决小样本学习问题,避免了人工神经网络等智能方法在对小批量生产过程质量进行预测时所表示出的过学习、泛化能力弱等缺点.另一方面,通过隶属度函数对样本进行模糊化,达到样本优化选择,实现历史数据“重近轻远”的预测效果.通过对具体加工过程的预测实验,并与其它几种常见预测方法效果进行对比,说明本文方法实现容易,建模速度快,小样本的泛化能力强,为实现小批量加工过程的在线质量预测与控制提供可行的思路.     

基于鲁棒整定的球磨机系统多变量PID控制

基于内模控制原理，导出一种多变量系统的PID控制器参数整定新方法，可直接获得控制器的比例项、积分项、微分项系数以及考虑到微分项可实现性的实际微分环节的时间常数。该整定方法应用于严重多变量耦合的电厂制粉系统球磨机控制的仿真研究，结果表明：所整定的PID控制系统具有良好的调节品质，在系统特性变化的情况下具有很强的鲁棒性。