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燃煤注汽锅炉控制系统设计与模糊控制应用研究

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燃煤注汽锅炉控制系统设计与模糊控制应用研究

作者：车海军燕山大学

学位级别：硕士

蒸汽驱采油是指重油开采时向重油层注入适当干度的高压蒸汽进行原油采集。以往生产高压蒸汽的注汽锅炉都是以原油或天然气为燃料,在我国实施“以煤代油”计划后,各油田开发了不同的燃煤注汽锅炉以降低燃料成本。由于燃烧方式的改变,在... 详细信息

蒸汽驱采油是指重油开采时向重油层注入适当干度的高压蒸汽进行原油采集。以往生产高压蒸汽的注汽锅炉都是以原油或天然气为燃料,在我国实施“以煤代油”计划后,各油田开发了不同的燃煤注汽锅炉以降低燃料成本。由于燃烧方式的改变,在锅炉控制上出现了许多技术难题。本文以辽河油田某注汽站的燃煤注汽锅炉为背景,旨在提高自动化水平上进行了大量研究工作。在分析注汽锅炉工艺流程和国内外研究现状的基础上,对新建的燃煤注汽锅炉控制系统进行了设计。系统采用上、下位机分层结构,分别完成数据采集、实时控制和过程监控。之后,对控制系统进行了现场安装和调试,设备运行后进行了大量实时数据采集。针对燃煤注汽锅炉控制中的诸多不确定因素,依据所采集的实时数据,对蒸汽压力、风煤随动控制环节进行了模糊控制器设计。对蒸汽干度控制提出了恒压力和恒流量两种控制策略。并将模糊控制Matlab仿真结果应用于实际系统。在蒸汽干度控制策略实施过程中,通过检测锅炉给水和炉水电导率测量蒸汽干度。在分析影响蒸汽干度的主要因素基础上,采用了工程实用的前馈-反馈控制复合控制技术,确保了蒸汽干度控制的精度和稳定性。此外,构建了控制系统的全部硬件并编制了部分监控软件。

关键词：注汽锅炉锅炉控制模糊控制前馈-反馈控制蒸汽压力蒸汽干度 ADAM5510

基于遗传算法的PP及冷连轧轧制规程多目标优化

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钢铁 2014年第9期49卷 55-60页

作者：孙浩杨景明车海军燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

针对多目标优化算法中综合目标函数权值难以确定的问题,通过对偏好的数学量化,采用数值分析的方法,构造了6种不同的偏好函数,建立了物理规划(physical programming)数学模型,然后以遗传算法为寻优工具,实现一种更加灵活更加适合于工程... 详细信息

针对多目标优化算法中综合目标函数权值难以确定的问题,通过对偏好的数学量化,采用数值分析的方法,构造了6种不同的偏好函数,建立了物理规划(physical programming)数学模型,然后以遗传算法为寻优工具,实现一种更加灵活更加适合于工程技术人员的交互式多目标优化算法。结合某冷轧厂实际的轧制规程优化过程,选取等功率裕量、轧制总能耗及各机架打滑因子为目标函数,运用基于遗传算法的PP进行优化计算。结果表明,优化后的轧制规程很好地实现了各机架等功率负荷分配,降低了打滑出现的概率,大大提高了板材表面质量和成品成材率。

关键词：冷连轧多目标优化物理规划遗传算法

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基于蚁群算法的神经网络冷连轧机轧制力预报

钢铁 2009年第3期44卷 52-55页

作者：杨景明孙晓娜车海军刘畅燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

为提高冷连轧机轧制力的预报精度和预报速度,用蚁群算法和神经网络相结合的方法进行轧制力预报模型设计。根据轧制原理建立了BP神经网络冷连轧机轧制力预报模型,以网络权值和阈值为自变量,网络预报误差为目标函数,通过蚁群多代运算,找... 详细信息

为提高冷连轧机轧制力的预报精度和预报速度,用蚁群算法和神经网络相结合的方法进行轧制力预报模型设计。根据轧制原理建立了BP神经网络冷连轧机轧制力预报模型,以网络权值和阈值为自变量,网络预报误差为目标函数,通过蚁群多代运算,找出预报误差全局最小值,再将相应的权值和阈值输入网络进行训练。应用某厂1 450 mm冷连轧机的实测数据进行离线计算的结果表明,该方法能够防止BP网络陷入局部极小点,且收敛速度快,可作为轧制力预报的新方法在实际应用中加以推广。

关键词：冷连轧机轧制力预报神经网络蚁群算法

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基于一次指数平滑法的自适应差分进化算法

控制与决策 2016年第5期31卷 790-796页

作者：赵志伟杨景明呼子宇车海军燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 唐山学院计算机科学与技术系河北唐山063000

提出一个策略和控制参数自适应的差分进化(ESADE)算法.ESADE算法将指数平滑法和轮盘赌选择法结合到一起,根据先前成功的经验在策略候选池中为每个个体自适应地选择变异策略来匹配进化的不同阶段.在进化过程中,ESADE算法使用柯西分布和... 详细信息

提出一个策略和控制参数自适应的差分进化(ESADE)算法.ESADE算法将指数平滑法和轮盘赌选择法结合到一起,根据先前成功的经验在策略候选池中为每个个体自适应地选择变异策略来匹配进化的不同阶段.在进化过程中,ESADE算法使用柯西分布和正态分布为控制参数产生适当的值,并使用指数平滑法进行自适应.大量的仿真实验结果表明,ESADE算法要优于其他差分进化算法.

关键词：差分进化指数平滑法自适应柯西分布正态分布

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多策略改进的多目标粒子群优化算法

控制与决策 2017年第3期32卷 435-442页

作者：杨景明穆晓伟车海军呼子宇侯宇浩燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

为了进一步提高多目标粒子群优化算法的收敛性和多样性,提出一种多策略改进的多目标粒子群优化算法.建立具有精英粒子领导的异构更新模式并设置个体学习增强因子项,促使种群能够快速寻找真实Pareto最优解.引入外部档案冗余机制,利用其... 详细信息

为了进一步提高多目标粒子群优化算法的收敛性和多样性,提出一种多策略改进的多目标粒子群优化算法.建立具有精英粒子领导的异构更新模式并设置个体学习增强因子项,促使种群能够快速寻找真实Pareto最优解.引入外部档案冗余机制,利用其变异及对种群的干扰策略增强解的多样性,避免算法早熟现象的发生.仿真实验结果表明,与其他几种优化算法相比,所提出的算法表现出较好的收敛性和多样性.

关键词：多目标优化粒子群算法多策略增强因子冗余机制

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基于遗传算法的冷连轧轧制规程优化设计

中国机械工程 2007年第15期18卷 1868-1871页

作者：杨景明窦富萍刘舒慧车海军周涛燕山大学秦皇岛066004

合理的轧制规程是使轧制过程达到最佳状态的重要保证。轧制规程涉及的有关数学模型和需要考虑的约束条件较多,因此其优化设计也较为复杂。应用遗传算法进行轧制规程优化设计,即以负荷均衡和板形良好为目标,在一定的约束条件下,对压下率... 详细信息

合理的轧制规程是使轧制过程达到最佳状态的重要保证。轧制规程涉及的有关数学模型和需要考虑的约束条件较多,因此其优化设计也较为复杂。应用遗传算法进行轧制规程优化设计,即以负荷均衡和板形良好为目标,在一定的约束条件下,对压下率分配比进行编码。通过遗传算子操作并保留每代优势个体,从而得到冷连轧轧制规程。对某1370冷连轧机进行设计比较,表明该方法优化速度快,适合在实际中应用。

关键词：冷连轧轧制规程遗传算法优化

基于改进鱼群算法的铝热连轧摩擦系数模型研究

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计量学报 2016年第1期37卷 53-55页

作者：孙浩杨景明呼子宇车海军韩乐燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北省秦皇岛066004 中冶天工集团有限公司天津300308

铝热连轧机二级过程自动化中，存在变形区摩擦系数预报精度低的问题。通过定量分析油膜厚度、轧制温度和摩擦系数的关系，运用改进的鱼群算法回归并建立起了针对轧制现场的摩擦系数模型。将上述模型应用到铝热连轧机结果表明，新模型提... 详细信息

铝热连轧机二级过程自动化中，存在变形区摩擦系数预报精度低的问题。通过定量分析油膜厚度、轧制温度和摩擦系数的关系，运用改进的鱼群算法回归并建立起了针对轧制现场的摩擦系数模型。将上述模型应用到铝热连轧机结果表明，新模型提高了摩擦系数的软测量精度，提高了轧制的稳定性，对以摩擦系数为基础的其他轧制模型起到了参考作用。

关键词：计量学摩擦系数改进的鱼群算法油膜厚度铝热连轧

基于改进人工鱼群算法的1050铝合金变形抗力模型优化

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计算机与应用化学 2013年第3期30卷 281-285页

作者：杨景明许爽赵新秋车海军国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

变形抗力是轧制力模型预测的重要参数,其模型的精确度直接影响轧制力的预报精度。为了得到更为精确的变形抗力数学模型,文中以据河南某铝热连轧厂1+4连轧精轧机组为研究对象,根据大量现场实测稳定段数据,应用轧制理论反推得到变形抗力... 详细信息

变形抗力是轧制力模型预测的重要参数,其模型的精确度直接影响轧制力的预报精度。为了得到更为精确的变形抗力数学模型,文中以据河南某铝热连轧厂1+4连轧精轧机组为研究对象,根据大量现场实测稳定段数据,应用轧制理论反推得到变形抗力回归所用数据后,将模型线性化再应用最小二乘法对1050系铝合金变形抗力进行了线性回归,得到初始参数后运用改进鱼群算法对影响变形抗力的参数进行了优化,仿真结果表明用改进鱼群算法优化出的参数得到的变形抗力模型比用最小二乘法回归出的变形抗力模型应用于轧制力预报的误差更小,所以,在进行轧制力预报时选择改进鱼群算法优化后的变形抗力模型。精确的轧制模型是轧制过程中的轧制预报的关键,对于指导生产,提高产品质量有着重要的实践意义。

关键词：铝热连轧轧制力模型变形抗力最小二乘法人工鱼群算法

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基于改进混洗蛙跳算法的冷连轧轧制规程优化

钢铁 2012年第5期47卷 49-53页

作者：赵新秋王艳胜郑剑杨景明车海军国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004

轧制规程优化是使轧制过程达到最佳状态的重要保证。综合考虑影响冷连轧轧制过程的多种因素,以等功率裕度和克服划痕为目标函数,建立了轧制规程多目标优化模型,并采用自适应混沌变异蛙跳算法对轧制规程进行优化设计。该算法是在基本蛙... 详细信息

轧制规程优化是使轧制过程达到最佳状态的重要保证。综合考虑影响冷连轧轧制过程的多种因素,以等功率裕度和克服划痕为目标函数,建立了轧制规程多目标优化模型,并采用自适应混沌变异蛙跳算法对轧制规程进行优化设计。该算法是在基本蛙跳算法中,加入自适应混沌变异操作,具有较好的寻优精度和收敛速度。对某钢厂1 370mm冷连轧机轧制规程进行优化的结果表明,优化后的规程较好地实现了各机架等功率负荷分配,降低了划痕出现的概率和程度,大大地提高了产品质量,增加了经济效益。

关键词：蛙跳算法自适应混沌变异规程优化