连铸坯装炉温度在线实时计算模型及其应用

准确掌握连铸坯热装温度对实施连续加热炉的优化加热控制具有十分重要的意义。根据某公司现场的实际生产情况,利用已建立的“连铸坯凝固过程传热数学模型”开发了“铸坯装炉温度在线实时计算模型”,并将其成功地应用在某公司连续加热炉计算机控制中,与传统的经验模型相比所开发的数学模型具有计算速度快、计算精度高等特点,为实施炉内铸坯温度的在线跟踪提供了准确的初始条件。     

方坯连铸流动传热的三维耦合数值仿真

在考虑速度粘性耗散项的情况下建立了方坯连铸三维稳态流动传热耦合数学模型,模型中对二冷区传热边界条件的处理与以往模型相比更加准确.应用该模型和早前基于有效导热系数方法所建立的方坯连铸二维非稳态有效导热系数模型对涟钢1号ROKOP方坯连铸机(150×150mm2)连铸过程中拉坯方向上一定区域内的流动与传热现象分别进行了数值仿真,计算结果对比分析得出,在仿真运算所选取的钢液对流较强的计算域内,三维耦合模型能更为准确地预测出铸坯的温度场.另外,通过两种数学模型对铸机整个冶金长度范围内的凝固过程进行了复合数值模拟并设计出了相应的二冷方案.连铸机的生产实践表明,二冷设计方案非常合理,连铸过程的数值仿真结果具有较好的可靠性和实用性.     

基于面向对象的连铸生产过程仿真建模和实现

介绍了连铸生产工序流程仿真的目标。利用面向对象建模技术,构造以连铸子设备为主要对象、以聚集关系和主动对象为结构主体的连铸流程仿真系统的模型。以模型为基础,通过设备组态解决了连铸生产设备和工艺过程存在的差异性问题,实现了连铸生产过程仿真系统的通用性、易维护性和可扩展性。     

板坯连铸二次冷却过程动态交互式仿真系统

连铸二次冷却过程控制水平的提高对提高连铸坯的质量和产量具有重要作用。为研究二次冷却设定控制算法,把铸流切片的生命周期模型与凝固传热模型相结合,对非线性热物性参数与凝固潜热进行处理,建立了二次冷却过程的动态仿真模型;并以此为基础研制了动态交互式仿真软件系统。系统由虚拟二次冷却对象、控制算法、监控操作、平台管理四个子系统组成;能够对板坯和方坯在非稳态浇铸工况下铸流的凝固过程进行仿真,得出暂态和稳态全过程的铸流内部温度场、凝固坯壳厚度、凝固终点位置、液相穴形状等的变化过程;给出二次冷却过程对输入与扰动信号的动态响应。系统在仿真过程中的人机交互、可移植性方面做了专门设计,为深入研究和优化二次冷却设定控制算法提供了有力的实验平台。仿真模型与仿真软件系统成功应用于某钢企二次冷却与轻压下设定控制系统的研制、测试与在线运行。     

基于多模型控制的连铸二冷动态配水模型

连铸二次冷却控制对铸坯质量至关重要。鉴于连铸过程复杂的热力学工况,提出了一种基于多模型理论的新型连铸二冷动态配水控制系统。其控制器中的模型集采用了浇铸温度前馈配水、拉速控制、钢种目标表面温度、模糊自适应PID算法以及斜率法自更正控制等策略,实现了连铸复杂生产过程的二冷水量优化控制。实践表明,该控制系统应对实际工况性能稳定、实时调节与控制能力强,能够满足企业与用户对产品质量与生产效率日益提高的要求。     

电动汽车无刷直流电机驱动系统实时仿真

在设计开发电动汽车的过程中，采用实时数字仿真可实现并行工程，缩短开发时间，节约开发费用。基于方框图建模工具Simulink建立无刷直流电机驱动系统模型，采用dSPACE实时仿真环境自动生成控制器及被控对象模型实时代码。实时仿真系统具有与实际系统的硬件接口，可以与实际控制器或电机系统直接相连，构成硬件在回路仿真测试或快速控制原型系统。实时仿真与真实系统实验结果表明，实时仿真器与实际系统的响应特性无明显差别，在开发和测试阶段可以代替实际电机系统进行实时闭环测试。     

基于图形化编辑平台的炼钢连铸动态调度仿真系统

大型钢铁企业炼钢连铸生产工艺复杂、设备众多、生产过程存在随机因素和不确定性因素,因此,充分发挥经验丰富的调度专家在生产过程中的决策作用显得尤为重要.研究了炼钢连铸动态调度策略,在此基础上开发了基于图形化编辑平台的炼钢连铸动态调度仿真系统,综合集成了扰动设定、扰动发生、动态跟踪、扰动识别、人机交互和模型优化功能.利用在线数据,进行了离线仿真.仿真结果表明:该软件提供的图形化编辑集成平台可以实现对计划快速、有效的动态优化调度,同时为深入研究炼钢连铸动态调度方法提供了集成的实验平台.     

热连轧生产过程精轧机组的建模与仿真

在分析和研究热连轧精轧机组生产过程的基础上，综合了热连轧精轧机组各设备及控制系统的数学模型和仿真模型，开发了相应的仿真软件，并已成功地应用于某热连轧生产过程计算机仿真系统中。利用仿真调度思想，提高了整个仿真系统的实时性。     

浅层地下水水质系统碘浓度场数值仿真

基于地下水系统概念模型分析，采用准三维数值仿真技术，建立了由地下水水流模型、溶质运移模型和地下水运动方程组成的地下水水质模型。选解地下水水流模型，得到地下不渗流场水位函数H（x，y，t）；再解地下水运动方程得到各单元的地下水实际流速；最后解溶质运移模型，求出计算区内任一点的溶质浓度。数值计算结果表明，水质模型仿真性能良好。     

面向过程建模的选矿生产计划调度仿真系统

选矿生产作为钢铁企业生产的重要原料保障,其生产过程连续、原料处理量大、各个工艺环节及管理环节相互关联制约,导致选矿生产计划调度的各种智能优化方法在工程实际应用与验证中具有一定的风险和难度。针对上述问题,提出了基于PM(Production Modeler)的过程建模方法,建立面向UML对象和PM过程的可视化生产流程与智能优化方法相结合的选矿生产计划调度仿真系统平台,开发了相应的软件,为快速研究开发选矿生产计划调度方法提供有效的集成化仿真测试环境,系统具有较好的重用性和扩展性。     

连铸异型坯凝固过程的三维仿真分析

采用ABAQUS有限元软件,首次建立连铸异型坯凝固三维瞬态有限元传热模型,并利用Fortran语言编写用户子程序施加复杂传热边界条件,根据现有实测工艺参数对连铸异型坯的凝固过程进行三维仿真分析。重点分析异型坯横断面特征点温度的分布规律以及坯壳的增长规律,数值模拟结果与现场试验吻合。为连铸异型坯冷却制度的研究提供更加有效的手段,进而为连铸异型坯三维应力场的研究奠定基础。     

钢包调度仿真软件包的设计与实现

钢包的优化配备对于钢铁生产过程中的节能，降耗起着重要的作用。针对钢包调度过程的复杂性，难于建立精确数学模型的特点，从钢包调度专家经验中提取钢包选配规则，建立钢包优化配备的优先级，基于规则和优先级混合编制策略开发了钢包调度仿真软件包，讨论了其结构和功能。为方便现场调度专家随时监控钢包的行为，开发了可视化钢包动态模拟画面，利用在线数据，进行离线仿真。经某钢厂在线测试结果表明：该软件可以提高钢包计划编制的精度，减少钢包在线调整的次数，充分利用红包以达到了节能、降耗的作用，为进一步在工程上应用奠定一定的基础。     

变形体凝固传热焓式有限元数学模型与过程仿真

建立了变形体凝固传热焓式有限元控制数学模型，并开发了相应的连续铸轧过程数值仿真软件。应用该软件可以对铸轧坯凝固状态进行动态跟踪，得到任意时刻铸轧坯温度场分布，冷凝层厚度与铸轧坯截面位置之间的关系以及表面温度与凝固时间之间的关系，并直观地以图象形式输出，为最佳工艺参数及连续铸轧机设计提供理论依据。     

神经网络法建立城市供水管网宏观模型的研究

根据城市供水管网宏观模型理论，采用神经网络法建立了神经网络管网宏观模型，并成功的运用于管网工作状态的动态模拟；在此基础上，综合运用多种计算机技术，编制了界面化、实用性很强的管网工作状态模拟软件。结果表明，该方法和编制的相应软件较以往方法更准确、更简单，便于洪水企业的推广应用。     

材料切除过程三维动画仿真软件GNCV

介绍了一个材料切除过程三维动画仿真软件ＧＮＣＶ的设计和实现。该软件模拟了刀具切削毛坯的全过程,利用图形检查加工过程的正确性。该软件为ＣＩＭＳ的虚拟制造技术提供了支撑环境。本文比较了用于加工过程三维动画仿真的多种算法,提出了解决切削过程中改变观察视向的方法和光线追踪方法用于三角形平面表示的实体时的一种加速算法。以上两个算法上的突破,使得在微机上开发的本软件在速度上接近在工作站上的同类软件,而在动画效果和功能上则优于同类软件。本软件目前已用于并行工程课题和山西经纬纺织机械厂ＣＩＭＳ课题,效果显著。     

面向服务的钢铁生产计划仿真平台

为了从系统的角度验证炼钢、连铸、热轧生产计划编制模型、算法及计划编制流程,基于面向服务的软件结构体系,提出了钢铁生产计划仿真平台的框架,该框架分为计划层、调度层、仿真层、数据接口层、数据服务层、协调层,并给出平台的网络结构。采用O/RMapping技术结合CodeSmith实现数据接口层,Web Service实现计划层、调度层、仿真层功能,Agent实现协作层。以炉次计划模型、连铸计划模型、中间包计划模型为例验证仿真平台的可行性,并为工程化、产品化软件奠定基础。     

汽车减振器阻尼特性的仿真分析

采用系统仿真方法及MATLAB软件,建立汽车减振器的详细模型,并进行仿真研究。模型能反映减振器的详细物理结构,如考虑油液特性影响、阀片刚度影响、摩擦力影响等。模型经试验校验/阻尼特性计算精度达90%,模型精度能满足实际工程问题的需要。经二次开发形成一套能进行参数化自动建模和仿真分析的软件系统,最终在汽车减振器设计过程中形成一套阻尼特性研究的系统完整的方法。