检索结果-南通市图书馆

作者：王亚超燕山大学

学位级别：硕士

近年来,无速度传感器矢量控制技术受到国内外学者的广泛关注,成为了电机控制领域的研究热点。本文在以DSP28335为控制器的三相异步电动机矢量控制实验平台上,对基于模糊扩展卡尔曼滤波器的异步电动机转速估计实验进行了深入研究。首先,... 详细信息

近年来,无速度传感器矢量控制技术受到国内外学者的广泛关注,成为了电机控制领域的研究热点。本文在以DSP28335为控制器的三相异步电动机矢量控制实验平台上,对基于模糊扩展卡尔曼滤波器的异步电动机转速估计实验进行了深入研究。首先,设计了三相异步电动机矢量控制实验平台,主要分为硬件电路平台和软件设计。针对限流电阻切除问题,本文设计了纯硬件电路的方法实现限流电阻自动切除的预充电电路,经大量的实验证明,本文设计的预充电电路可以长时间稳定运行,消除了系统软件发生故障后,限流电阻长时间接入电路带来的安全隐患。其次,针对控制器在烧制程序时绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)误导通问题,设计了电平转换电路和脉冲宽度调制波(Pulse Width Modulation,PWM)逻辑判断电路,电路可以实时有效地监测PWM波形,防止IGBT误导通,经实验验证该电路可以有效地保护IGBT,提升了设备的安全性能。针对变频器过流、过热、过压、欠压等问题,在设计硬件电路保护设备安全的基础上,增加软件实时监测变频器状态功能,通过软件和硬件相结合的方式提升系统的安全性能。进而,针对扩展卡尔曼滤波器中固定的噪声协方差矩阵难以使系统同时满足动态和静态需求的问题,提出了一种模糊扩展卡尔曼滤波算法。建立了基于模糊扩展卡尔曼滤波器的异步电动机无速度传感器矢量控制模型,设计了状态鉴别器和模糊自适应扩展卡尔曼滤波器,经仿真实验对比,验证了设计的模糊扩展卡尔曼滤波器在转速估计精度上明显优于传统的扩展卡尔曼滤波器。最后,为验证所提算法在实际电路中的性能,在搭建的实验平台上完成基于扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器矢量控制和基于模糊扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器矢量控制的对比实验。实验结果表明,基于模糊扩展卡尔曼滤波器在转速估计时具有更好的动、静态响应和更高的转速估计精度。

关键词：异步电动机扩展卡尔曼滤波器矢量控制无速度传感器

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冷带轧机秒流量液压厚控系统设计及实验研究

冷带轧机秒流量液压厚控系统设计及实验研究

作者：韩宗刚燕山大学

学位级别：硕士

厚度精度是板带产品的重要质量指标之一,随着轧制理论和控制理论的发展,以及它们在轧制过程中的应用,板带产品的厚度精度有了很大的提高,但是实际系统应用过程中还有许多具体技术问题需要解决。本文是以唐山恒通精密薄板有限公司“1270m... 详细信息

厚度精度是板带产品的重要质量指标之一,随着轧制理论和控制理论的发展,以及它们在轧制过程中的应用,板带产品的厚度精度有了很大的提高,但是实际系统应用过程中还有许多具体技术问题需要解决。本文是以唐山恒通精密薄板有限公司“1270mm冷带轧机液压板厚控制系统技术改造”项目为背景。在对系统控制机理进行深入分析之后,重点对秒流量系统的主要控制方法和具体实现中的一些关键问题进行了研究,具有较大的实际价值和理论意义。在参考原设计思想基础上,提出了秒流量液压厚度自动控制的总体方案。首先对整个液压板厚控制系统的控制机理进行分析介绍,重点讨论了控制系统的主要组成部分的工作原理和实现方式,并对系统软、硬件各功能做出简单介绍。然后在对轧机液压缸位置闭环的数学模型进行分析推导的基础上,得出秒流量闭环的动态数学模型。针对轧机检测的带厚偏差具有时滞性的特点,引入了秒流量控制方法。给出秒流量修正方程,利用纯积分调节器实现秒流量闭环控制。为补偿可能出现的秒流量计算误差,提出了测厚仪监控补偿的秒流量系统修正方案,并给出变参数调节器自适应控制的方法。考虑秒流量系统对测速精度和实际生产中低成本的要求,提出了附加高频时钟编码器测速的方法,并对因测速精度带来的系统偏差进行仿真分析。最后利用Matlab软件对有、无秒流量闭环两种控制方法进行了抗扰性能对比仿真试验,阐述作者对秒流量系统具体实现的一些看法。

关键词：冷轧机液压AGC 厚度控制位置控制秒流量控制自适应仿真试验

1200热连轧地下卷取机张力、速度控制系统的研究

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1200热连轧地下卷取机张力、速度控制系统的研究

作者：常玲芳燕山大学

学位级别：硕士

卷取机是轧钢车间的重要辅助设备，在带材和线材生产中均被广泛应用。为了保证卷取控制系统具有良好的性能，最关键的是提高卷取机速度与力矩控制系统的性能。目前，卷取机控制系统大多采用常规的PID调节器。由于卷取机系统存在多种... 详细信息

卷取机是轧钢车间的重要辅助设备，在带材和线材生产中均被广泛应用。为了保证卷取控制系统具有良好的性能，最关键的是提高卷取机速度与力矩控制系统的性能。目前，卷取机控制系统大多采用常规的PID调节器。由于卷取机系统存在多种不确定因素以及难以确切描述的非线性等特性，它的精确数学模型很难获得。因此采用参数固定的常规PID调节器难以达到良好的控制性能指标。本文在深入研究某1200热连轧地下卷取机控制系统的特点和工艺要求基础上，建立了卷筒机、张力辊以及成形辊控制系统的动态数学模型，并对各控制系统的PID调节器进行了参数设计。利用MATLAB仿真工具，对卷取机控制系统采用常规PID调节器的运行状态进行了仿真分析。在分析控制系统的稳定性和响应特性时发现，常规PID调节器难以实现在整个卷取过程中的良好控制。本文将模糊控制理论引入到卷取机控制系统，特别是将速度型模糊控制器、 Fuzzy-PI复合控制器和Fuzzy-PI型控制器应用到张力辊控制系统中。通过对扰动作用和被控对象参数变化情况下的响应进行仿真分析和研究得出将模糊控制引入到卷取机控制系统，减少了由于数学模型不精确而引起的控制系统控制性能指标的下降。将模糊控制引入到张力辊控制系统，明显地改善了系统的控制性能，尤其是大大提高了控制系统的鲁棒性。

关键词：卷取机:张力辊控制系统:MATLAB仿真语言:模糊控制:PID调节器:参数自调整模糊控制 Fuzzy-PI控制

基于机器视觉的板带材表面缺陷检测与分类研究

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基于机器视觉的板带材表面缺陷检测与分类研究

作者：周豪腾燕山大学

学位级别：硕士

由于冷轧生产中带钢的材料规格、生产设备、轧制工艺等诸多因素,会使板带材表面产生不同种类的缺陷,影响了实用性和美观性。本文对板带材表面缺陷检测系统进行了设计,建立了板带材表面缺陷图像库,改进了卷积神经网络算法,并利用改进的... 详细信息

由于冷轧生产中带钢的材料规格、生产设备、轧制工艺等诸多因素,会使板带材表面产生不同种类的缺陷,影响了实用性和美观性。本文对板带材表面缺陷检测系统进行了设计,建立了板带材表面缺陷图像库,改进了卷积神经网络算法,并利用改进的卷积神经网络对缺陷图像库进行训练和测试。首先,针对板带材表面缺陷检测装置的图像采集和传输问题,分别从硬件和软件两方面进行研究。硬件结构设计中,对系统中光源、照明方式和图像传感器进行了深入探讨;研究了FPGA处理器和存储部件SDRAM、以太网DM9000A等外设的选取和电路连接问题,并在FPGA上建立Nios系统。软件设计中,在FPGA内利用I2C总线对CMOS传感器MT9M034的相关寄存器进行配置,编写了MT9M034采集程序和DM9000A IP核;在Nios中引入μC/OS-II实时操作系统和Lwip协议,完成了系统采集和传输部分的软件设计。其次,针对采集缺陷图像过程中产生的噪声问题,分析了噪声类型和常见滤波方式,设计了基于FPGA的快速中值滤波,实现缺陷图像的快速中值滤波。针对网络训练中缺少训练样本问题,利用系统的图像采集模块采集了7类板带材表面缺陷图像,对图像进行人工扩展,建立了板带材表面缺陷图像库。最后,传统板带材表面缺陷检测过程中,需要手动提取缺陷特征,过程复杂。针对这一问题,提出了基于卷积神经网络的检测方法,并在板带材表面缺陷图像库上进行测试,得到6.86%的误识率。卷积神经网络在图像库识别率不高是因为特征提取不够,因此本文在网络中加入Gabor卷积核,提出了基于Gabor核的深度卷积神经网络。利用网络在板带材表面缺陷图像库上进行训练和测试,获得0.28%的较低误识率。

关键词：板带材表面缺陷 FPGA 图像传感器卷积神经网络改进识别分类

基于改进人工鱼群算法的铝热连轧轧制规程优化

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基于改进人工鱼群算法的铝热连轧轧制规程优化

作者：许爽燕山大学

学位级别：硕士

近十多年以来，全球铝工业进入了一个崭新的发展时期，铝加工产业发展十分迅猛，成为很多国家和地区的支柱产业之一。铝热连轧的轧制过程是一个复杂的系统过程，轧制规程的合理制定是保证铝热连轧机优质、高效、低耗生产的重要条件，也... 详细信息

近十多年以来，全球铝工业进入了一个崭新的发展时期，铝加工产业发展十分迅猛，成为很多国家和地区的支柱产业之一。铝热连轧的轧制过程是一个复杂的系统过程，轧制规程的合理制定是保证铝热连轧机优质、高效、低耗生产的重要条件，也是热连轧生产中的一项重要的综合寻优技术课题。近些年来，随着工业生产的不断发展，对铝板带的质量要求越来越高，产量要求也越来越大，因此，对轧制规程的优化能力提出了更高的要求。随着计算机技术的发展，人工智能在轧制领域的应用为轧制理论的发展揭开了新的篇章。与传统的轧制理论方法相比，人工智能算法避开了过去那种对复杂轧制过程无止境的探求，而是模拟人脑来处理实际过程，以事实和数据为根据，实现对轧制过程的优化控制，使轧制规程的制定将实际生产中的经验总结提升到了理论高度，因此具有更广泛的指导意义。人工鱼群算法是作为一种新兴的智能算法，具有良好的克服局部极值、取得全局极值的能力，其仅使用了目标问题的函数值，算法的实现简单易懂。目前，人工鱼群算法已经被应用于众多的实际领域，并且在很多复杂问题的优化上都显示出了较好的效果。但是，同其他群体智能算法一样，人工鱼群算法也存在着早熟和收敛速度慢的缺点，因此本文在基本鱼群算法的基础上加以改进，使算法具有更好的寻优效果。本文以河南某铝厂的“1+4”铝热连轧精轧连轧机组为研究对象，以现场实际数据为依据，回归出了不同合金号变形抗力的数学模型，并根据现场出现的打滑问题，引出了热轧打滑因子，建立了一套以预防打滑为和等功率富裕量为综合优化目标的轧制规程优化模型，并应用改进人工鱼群算法对压下量进行了优化。仿真结果表明优化后的轧制规程可以得到较满意的结果。

关键词：铝热连轧轧制规程打滑因子人工鱼群算法

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智能控制及其在球棒系统中的应用

智能控制及其在球棒系统中的应用

作者：臧怀壮燕山大学

学位级别：硕士

球棒系统是大学控制实验室里常见的实验设备，通常用来检验控制策略的效果，是控制理论研究中较为理想的试验手段。球棒系统就其本身而言是一个复杂的多变量非线性系统，因此研究智能控制在球棒系统中的应用可以对一类复杂的非线性控制... 详细信息

球棒系统是大学控制实验室里常见的实验设备，通常用来检验控制策略的效果，是控制理论研究中较为理想的试验手段。球棒系统就其本身而言是一个复杂的多变量非线性系统，因此研究智能控制在球棒系统中的应用可以对一类复杂的非线性控制对象提供有效的控制算法，同时也为球棒系统实验设备的研制提供了必要的理论依据。本文利用拉格朗日方程建立了球棒系统的数学模型，并在平衡点小范围线性化后用状态反馈方法设计了控制器，使球棒系统稳定在平衡点。但当球的位置和棒的角度变大时，系统将难以稳定，由于用一般的输入输出线性化法不能对球棒系统进行全局线性化，所以本文用近似输入输出线性化法，对球棒系统进行了近似全局线性化处理并设计了控制器，提高了球棒系统的稳定区域。用神经网络控制理论设计了一种神经网络控制器，它通过对给定的指标函数优化找到一种满足性能指标的反馈控制率，实现了球棒系统的稳定控制。模糊神经网络使得模糊控制规则和隶属度函数可以通过对样本数据的学习自动地生成起来，本文针对球棒系统用样本数据构造了一种模糊神经网络控制器，并将模糊控制理论与线性反馈理论相结合，对球棒系统设计了一种基于模糊状态模型的状态反馈控制器，由于模糊信息的引入，控制器性能得到很大改善，扩大了球棒系统的稳定范围。

关键词：球棒系统模糊控制神经网络模糊神经网络状态反馈线性化

基于单片机的智能带钢对中控制系统设计与实验研究

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基于单片机的智能带钢对中控制系统设计与实验研究

作者：王婧燕山大学

学位级别：硕士

在带钢的冷轧生产线上,由于来料钢卷的差异、辊面粗糙程度不一、辊子加工不精准、运送辊轴向不平行以及带钢张力的波动等原因,极易使带钢发生跑偏现象,因此研究一款具有高精度、高实时性的的带钢自动对中控制器具有现实意义。本论文以... 详细信息

在带钢的冷轧生产线上,由于来料钢卷的差异、辊面粗糙程度不一、辊子加工不精准、运送辊轴向不平行以及带钢张力的波动等原因,极易使带钢发生跑偏现象,因此研究一款具有高精度、高实时性的的带钢自动对中控制器具有现实意义。本论文以山海关同业板带650可逆冷连轧机改造的项目为背景,以开卷机为被控对象,液压装置为执行机构,内环选用位移传感器,外环选用光电测量传感器,主要从硬件和软件两个方面设计了一款带钢对中控制器。硬件选用8位PIC单片机PIC18F6620作为系统的主控芯片,该芯片的抗干扰能力强,适用于干扰源众多、环境恶劣的轧制现场。基于带钢对中控制系统的工艺要求设计了数字量输入、数字量输出、模拟量输入、模拟量输出以及人机交互接口电路,着重分析了硬件的抗干扰措施。基于MPLAB软件编写了接口程序,并通过实验验证了接口程序的正确性。实现了人机交互功能,操作人员可以通过控制器上的按键和LCD液晶屏,完成带钢对中模式选择、设置参数以及系统诊断等操作。控制算法采用模糊PID,并通过仿真比较模糊PID比PID控制的优越性。然后构建了带钢对中控制器的主程序流程图,在中断程序中实现了双闭环控制,采样周期选择10ms,并将模糊PID用C语言编入控制器中。最后,基于模拟开卷机试验台,分别进行了开环控制、冲压操作、内环控制和双闭环控制的实验。通过实验结果可知,带钢对中控制系统采用双闭环控制的精度可达±0.5mm,调节时间为0.35s左右,完全符合项目的控制要求。

关键词：带钢对中系统 PIC单片机模糊PID 实验研究

基于单片机的板带轧机AGC控制系统开发与设计

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基于单片机的板带轧机AGC控制系统开发与设计

作者：徐悦燕山大学

学位级别：硕士

在我国约有4千余台套的板带轧机，其中绝大部分轧机装机水平不高，生产着较为低端的板带产品，这些轧机都面临着改造或更新换代。随着液压伺服控制技术的逐渐成熟，更新换代的轧机大都采用液压缸进行轧辊的压下（推上），由于液压压下... 详细信息

在我国约有4千余台套的板带轧机，其中绝大部分轧机装机水平不高，生产着较为低端的板带产品，这些轧机都面临着改造或更新换代。随着液压伺服控制技术的逐渐成熟，更新换代的轧机大都采用液压缸进行轧辊的压下（推上），由于液压压下（推上）的响应速度极快（几十毫秒），这也要求与之配套的控制设备具有很高的控制速度。采用常规的用于过程控制的PLC难以达到速度要求，一般是在常规PLC之上配备高速闭环模块进行液压缸的闭环控制，使成本急剧增加。经过多年的实践，本文开发了一套基于PIC（Peripheral Interface Controller）单片机的板带轧机自动厚度控制（Automatic Gauge Control, AGC）系统，依据一般的板带轧机对控制系统提出的要求设计了相应的硬件与软件。该系统以Microchip公司的PIC24系列的16位单片机作为主控芯片，同时采用Altera公司CycloneⅡ系列的低功耗、低成本的FPGA作为辅助芯片来完成编码器的数据采集与处理。采用该AGC控制系统，能够极大地降低设备更新改造的成本，同时可以推进轧钢行业的技术升级。本文通过对板带轧机AGC系统进行了综合性分析，确定了该系统选用的主控、辅助以及功能芯片。用辅助芯片接收和处理编码器信号与用单片机处理编码器信号相比，具有运算速度快，抗干扰能力强的优点，而且大大节省了单片机的处理单元和I/O口数。根据AGC系统接口电路的实际要求，设计了AGC控制器的DI、DO接口电路以及AI、AO转换电路。在此基础上，运用C语言和VHDL语言对系统进行了编程。根据实际AGC对通信的要求，选用RS-485作为AGC系统上、下位机之间的通信标准，并完成了相应软件的编写。本文采用VB语言编写了上位机的显示程序，可以实时显示现场参数并且操控现场按钮，实现了实时监控和现场操作的目的。

关键词： AGC PIC单片机 FPGA 接口电路通信界面

基于AC800F的腈纶生产多系统联合控制研究

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基于AC800F的腈纶生产多系统联合控制研究

作者：师雪风燕山大学

学位级别：硕士

腈纶生产是一个复杂的流程型控制过程，对工艺控制指标要求十分严格，相应的自动化控制程度要求也非常高。本论文就是针对H公司扩大腈纶生产规模、提高差别化生产的工程项目，基于新增后的DCS集散控制系统AC800F为硬件架构，研究了腈纶... 详细信息

腈纶生产是一个复杂的流程型控制过程，对工艺控制指标要求十分严格，相应的自动化控制程度要求也非常高。本论文就是针对H公司扩大腈纶生产规模、提高差别化生产的工程项目，基于新增后的DCS集散控制系统AC800F为硬件架构，研究了腈纶生产多系统联合控制。论文研究分析了H公司一期控制系统应用现状、二期DCS系统需求，确定了二期控制系统的总体规划;完成新增聚合部分ABB的AC800F控制器以及纺丝部分Honeywell的TPS控制器;对原Freelance2000控制系统升级，并将其与AC800F融合为统一控制平台;在此基础之上，依据腈纶生产的工艺需求，设计了腈纶生产的多系统联合控制系统，如聚合釜温度串级控制、混单比例控制、洗涤水液位分程控制等;再者，基于CBF编程平台及TPS的GUS系统，完成全部控制系统的编程及安装调试;最后，给出了设计DCS控制系统的步骤、方法，以及设计编程调试的几点建议。系统投入运行后控制平稳，完全满足生产规模扩大及产品差别化需求，提高产能1万吨，还有1万吨控制预留，产品优等品率大幅提高;选用的多重冗余控制器，自动化程度更高，安全可靠，多年来运行无故障。

关键词：腈纶生产联合控制 DCS AC800F TPS Freelance 组态

900mm单机架平整机延伸率控制系统的研究

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900mm单机架平整机延伸率控制系统的研究

作者：郝瑞峰燕山大学

学位级别：硕士

平整轧制是保证冷轧带钢成品质量的最后一道并且非常重要的工序，而延伸率是平整机在轧制过程中控制带钢质量的唯一力学性能指标，延伸率的值是根据带钢组织结构和最终用途所确定的，它的大小和均匀程度也会直接影响带钢的平整质量好坏... 详细信息

平整轧制是保证冷轧带钢成品质量的最后一道并且非常重要的工序，而延伸率是平整机在轧制过程中控制带钢质量的唯一力学性能指标，延伸率的值是根据带钢组织结构和最终用途所确定的，它的大小和均匀程度也会直接影响带钢的平整质量好坏和加工性能的提高。通过现场实践与不断的改进，单机架平整机的平整工艺和产品的质量都达到很高的阶段。但是延伸率的总体控制依然不完善，它阻碍了带钢生产的正常运行与各项经济技术的前进。本文中，根据延伸率的特点以及控制原理，分析了延伸率与带钢板厚之间的关系，利用智能控制在控制领域的优点，对延伸率进行了深入研究，并要取得了预定的结果。本文对平整机组以及平整机的延伸率控制进行了以下研究：首先，本文对某厂实际项目中900mm平整轧机的基础知识、工艺流程、控制方式以及在来料不同浪形的情况计算最小延伸率的大小进行了详细的介绍，在此基础上对延伸率控制系统的组成结构及其控制特点经行了详细分析，根据轧制变形理论与运动力学平衡理论推导出了延伸率的数学模型，并且构建了辊缝式轧制压力调节延伸率和张力式调节延伸率的动态结构模型。其次，由于平整轧制过程复杂，干扰因素较多，考虑到来料不同厚度被其他一些不可测因素的影响，在建立了延伸率控制的两个动态结构模型的基础上，按工程中采用的常规PID控制方法与自适应模糊PID算法对延伸率的控制进行了仿真研究，对两个控制系统的仿真结果进行对比，得出自适应模糊PID算法的优越性。最后，针对延伸率控制模型参数不唯一特点，提出了小脑模型神经网络（CMAC）与PID并行控制的新型算法，并分析了CMAC与PID并行的基础结构以及具体的控制步骤，下一步应用于辊缝式调节延伸率和张力式调节延伸率的动态模型中，从结果可以得知，该算法对系统的控制具有快速的响应和跟随性，为有效解决延伸率的综合控制提供了新的方法和新的途径。

关键词：平整机延伸率液压模型张力模型模糊PID CMAC网络