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.     

混合选别过程半实物仿真系统

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.     

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.     

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.     

虚拟仿真技术在现代电气控制教学中的应用

为解决现代电气控制技术实验装置成本高、结构复杂、很难满足学生课外自学需求的问题,研究利用虚拟仿真技术搭建现代电气控制虚拟仿真实验平台,探索虚拟仿真和传统硬件相结合的实验教学方法。提出利用组态软件模拟PLC控制对象,结合PLC仿真软件及NetToPLCsim软件,构建PLC虚拟仿真教学系统。以工业控制领域典型的物料混合控制系统作为教学案例,给出了虚拟仿真实验系统开发流程。将设计的虚拟仿真系统应用于实际教学,实际运行结果表明:虚拟系统无需实际物理控制对象便可实现对PLC控制程序的调试和仿真运行,节约了设备成本,激发学生学习兴趣,提高了实验效率与实验效果。     

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。     

基于PROFIBUS-DP现场总线的电动执行机构测试系统

阐述了基于Profibus-DP现场电动执行机构测试系统的整体实现方案,介绍了系统软硬件实现方法,着重介绍了用WinCC实现对多个电动执行机构状态检测、参数设定与报警及实时归档.开发系统目的在于为基于PROFI- BUS-DP现场总线的电动执行机构的批量测试提供方便.目前该系统通过测试,运行良好,可为电动执行机构的调试和性能指标的检测提供依据.     

基于GPS/GIS的虚拟港口可视化建模

针对港17现场物流过程,港机健康状态等监测问题,提出一种分布式港口监测系统,并着重研究其监测终端子系统中的虚拟港口可视化建模.该虚拟港口将全球定位(GPS)技术、地理信息系统(GIS)技术与虚拟现实(VR)技术相结合,基于分布式港口监测系统实现对港口的虚拟可视化监测.通过构造港机零部件标准3D模型库,实现对虚拟港机面向对象的层级模块化几何建模和GPS数据驱动的运动建模.在构建的分布式港口监测系统网络原型上的测试实验表明,此建模方法能够满足监测可视化要求.     

板坯连铸二冷与轻压下动态设定控制系统平台

为提高铸坯质量与生产效率,针对大型板坯连铸机设计开发了二次冷却与轻压下动态设定控制算法及其运行平台;支持动态二次冷却、动态轻压下设定控制、动态仿真、设备与控制算法配置、平台自身监控与诊断等功能.平台采用分布式结构,由输入输出、控制算法、虚拟被控对象、运行平台管理、监控操作等5个子系统组成;子系统独立运行,采用事件驱动,通过实时数据库共享数据.动态仿真子平台实现了频繁变化的浇铸过程的动态模拟,弥补了静态模拟的不足.两年多的在线运行实践表明系统稳定可靠、可用率达99.6％;铸机生产效率与铸坯质量也有了明显提高.     

洗衣粉自动化装备的研制

介绍一种采用国产TPSTDBS3-D工业控制机系统为核心,配以必要的功能板、检测机构和驱动执行机构对洗衣粉生产过程进行自动控制的新方案。本系统融管理与控制为一体,混合使用CBASIC语言和汇编语言对洗衣粉生产过程的前配料、后复配和分装过程进行控制和管理。实际运行证明,这一控制方案是可行的。     

面向人工肌肉驱动器的无模型自适应滑模控制研究

针对人工肌肉驱动器模型的控制策略较为复杂、控制参数较多、调节过程较为繁琐、通用性较差等问题.首先基于梯度法设计了无模型自适应滑模控制器(MFASMC)并对其稳定性进行了证明.然后,利用该控制器分别对离子交换聚合金属(IPMC)以及气动人工肌肉(PAM)两种典型人工肌肉驱动器进行控制仿真实验,从而对其控制精度、适应性及通用性进行验证.由仿真结果可知,通过设计控制器参数的调节规律,MFASMC算法可以实现对控制参数的快速在线调节,故对于不同种类的人工肌肉驱动器避免了繁杂的数学建模过程及控制参数调节过程,具有良好的适应性及通用性.     

Modbus协议在清洁机器人中的应用

基于网络传感器和网络执行器的控制系统结构简单、可靠性高的优点,本文对清洁机器人控制技术进行了研究,研制了基于Modbus协议的清洁机器人网络传感器、网络执行器和网络化控制系统,设计了控制系统的硬件和软件,介绍了系统的协议标准和数据校验算法,并进行了实验研究。     

梁式自适应结构主动控制模型及实验研究

为提高结构对外部环境的抗干扰能力 ,构造了梁式自适应结构 ,并对其主动控制进行了研究。由传感器、作动器与梁主体结构组成梁式自适应结构。基于压电材料的本构关系 ,建立了传感方程和作动方程。根据有限元方法和现代控制理论 ,建立了梁式自适应结构的动力学方程和系统的状态方程。采用最优控制理论 (L QR) ,进行了控制器设计。建立了梁式自适应结构主动控制实验系统 ,并对这类自适应结构的动力学行为及主动控制进行了实验。实验研究结果表明梁式自适应结构能够改善结构的动力学特性 ,对外界干扰具有良好的自适应性     

深海集矿机路径监控系统研究

为了确保深海集矿机安全作业和提高集矿效率,需要对集矿机的作业路径实现实时监控.提出由水上监控子系统、水下测控子系统及通信子系统三大模块构成的集矿机监控系统结构,并介绍了各子系统的硬件组成和主要功能.分析了集矿机作业时的行走特点,提出了基于位移累加法和长基线定位法的集矿机定位方法,设计了基于LabVIEW的水上监控子系统,实验表明论文设计的监控系统能可靠实现集矿机的路径监控.     

发酵过程生物量软测量虚拟仪器系统的集成

本文根据发酵过程生物量检测特点,基于虚拟仪器技术提出了一种全新的生物量在线检测系统集成方法,该系统采用PXI（PCI Extensions for Instrumentation）总线硬件平台,结合软测量算法,有效地实现了生物量在线估计。给出了该系统的集成原理和实现方法,及系统的硬件和软件设计。实验研究表明,集成的发酵过程生物量软测量虚拟仪器系统,能够充分利用软测量技术和虚拟仪器技术的各自优势,系统硬件配置灵活,实用性强,并能得到较高的发酵过程生物量在线测量精度。     

基于Internet的远程过程控制实验系统设计

介绍了基于Internet的远程过程控制实验系统的总体结构,简单描述系统中采用的PCT-II过程控制实验平台的硬件结构.然后详细介绍了远程实验代理服务器和远程实验用户工作站两部分的软件设计.远程实验代理服务器利用Labwindows/CVI软件设计,实现水箱液位的PID控制;远程实验用户工作站利用Eclipse/Java设计,实现远程过程控制实验.测试结果表明,该系统能够很好地满足远程过程控制实验要求.     

基于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测系统

结合使用光纤光栅传感器进行基坑监测过程中遇到的监测结果直观表现性差、综合管理功能弱等问题,研发了一套基于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测系统.该系统集监测数据采集与管理、监测结果实时动态显示、远程访问控制以及报警监控等功能于一体,是一套实现了智能化与网络化的多功能管理系统.在应用该系统对某通信中心基坑进行监测的过程中,系统运行良好,各功能模块均顺利通过了测试,为工程的顺利进行提供了技术保证.     

基于广义系统的网络控制系统的分析与建模

对具有分布时延、动态输出反馈控制器且被控对象为广义系统的多输入多输出网络控制系统,在传感器和控制器时钟驱动、异步采样,执行器事件驱动情况下的运行特性进行了分析·在分析的基础上建立了正则、无脉冲广义系统对象的多输入多输出网络控制系统数学模型·通过电力系统中一个呈现广义系统模型的控制实例,说明了建模方法的有效性·为被控对象呈现广义系统模型的网络控制系统的性能分析和设计给出了有益的尝试·     

空地导弹落点精度评估系统

为满足导弹设计与试验中高精度的落点精度评估要求,以落点精度评估系统为研究对象,从系统的总体设计思路出发,设计并开发了系统的数据库、数据处理子系统以及评估子系统,同时,详细给出了各模块的具体计算步骤及计算模型。最后通过软件的实例计算测试了系统的稳定性和维护性。该系统的设计开发可为装备定型、部队作战使用、研制单位验证设计思想和检验生产工艺提供技术支撑。