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矿井风机最优工况点研究

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金属矿山 1991年第2期20卷 30-30页

作者：石海林

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黏性条件下基于导叶和叶轮匹配关系的多级导叶式离心泵PAT性能预测

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液压气动与密封 2024年第7期44卷 14-19页

作者：马俊杨军虎徐金鹏周鹏程兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室甘肃兰州730050

在实际流程工业中,用单级蜗壳式离心泵反转作透平无法有效地从高压液体系统中回收能量,需采用多级导叶式离心泵反转作透平来回收这部分能量,而现阶段理论不能预测多级导叶式离心泵在透平工况下最优工况点性能参数。此外,离心泵作透平回... 详细信息

在实际流程工业中,用单级蜗壳式离心泵反转作透平无法有效地从高压液体系统中回收能量,需采用多级导叶式离心泵反转作透平来回收这部分能量,而现阶段理论不能预测多级导叶式离心泵在透平工况下最优工况点性能参数。此外,离心泵作透平回收液体余压能量时,实际流道内液体往往具有一定的黏度,介质黏度的变化会导致其在透平工况下最优工况点的性能参数较介质为清水时会有差异。为研究实际工业流程中多级导叶式离心泵的选型问题,借鉴离心泵叶轮和压水室的匹配原理和ISO国际标准《输送黏性介质离心泵的性能修正》的修正方法,理论推导了黏性条件下基于导叶与叶轮匹配关系的性能预测公式,得到介质为黏性液体时泵工况与透平工况之间的流量之比与扬程之比,通过数值模拟的方法验证理论推导的准确性。结果表明,性能预测公式得到的流量之比与数值模拟方法得到的流量之比的误差在4%~6%,而扬程之比与数值模拟结果之间的误差在2%~7%。证明研究可为多级导叶式离心泵作透平用于回收黏性液体中余压能量时的选型提供依据。

关键词： PAT 性能预测最优工况点无量纲系数黏性介质

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分层预测控制策略及其在工业过程中的应用研究

分层预测控制策略及其在工业过程中的应用研究

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作者：王妮兰州理工大学

学位级别：硕士

在市场竞争日益激烈的今天,商品供求关系很难完全处于平衡的状态,这样就会造成商品价格的频繁波动、生产装置最优工况点发生偏移,导致企业生产经济效益和过程控制品质下降。为了使企业生产获得最大的经济效益,生产过程的操作需要及时获... 详细信息

在市场竞争日益激烈的今天,商品供求关系很难完全处于平衡的状态,这样就会造成商品价格的频繁波动、生产装置最优工况点发生偏移,导致企业生产经济效益和过程控制品质下降。为了使企业生产获得最大的经济效益,生产过程的操作需要及时获取经济环境下的最优工况点,并使系统稳定跟踪该工况点。作为一种优化控制策略,模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)相比传统经典的PID控制能达到更好的控制效果,提高能源利用率,从而给企业带来更显著的经济效益。通常MPC的最优轨迹是根据设备操作人员经验设定的,往往会偏离实际的最优工况点,而且对经济环境变化不敏感。为了解决最优工况点的自寻优和控制跟踪问题,本研究针对优化和控制相结合的分层模型预测控制策略(Hierarchical Model Predictive Control,HMPC)展开如下工作:(1)综述了前人在优化控制策略方面的研究现状和HMPC策略的基本原理,阐述了先进控制技术所带来的生产经济效益和控制效果。(2)HMPC策略的研究,首先要针对生存对象进行市场调研,构建与关键变量有关的对象经济目标函数模型,在工业过程模型的约束条件下,将经济优化问题转化为线性规划(Linear Programming,LP)问题和非线性规划(Non-Linear Programming,NLP)问题。当经济价格因子频繁波动时,分别用LP和SQP(Sequential Quadratic Programming)算法来求解变量最优值,作为系统新的最优工况点,并传递给控制层。控制层选用MPC算法来跟踪工况点。将CSTR过程作为仿真对象,仿真结果表明,HMPC策略可以保证CSTR装置始终运行在最优工况点,在提高经济效益的同时,还能保证系统稳定运行。(3)针对非线性对象,其运行过程对应多个模态,固定的线性化模型只在平衡点附近有效,当平衡点变化时,线性化模型失效,系统产生震荡超调,甚至系统失去稳定性,控制品质下降,无法满足系统控制要求。为了解决这个问题,本文提出了分层多模型预测控制(Hierarchical Mutil-Model Predictive Control,HMMPC)策略,将整个工作区间按系统参数的变化,划分为几个子区间,在各子区间应用小增益法建立相应的线性化模型,在控制器采样时刻采用输出误差指标对子模型进行切换,用切换后的子模型设计MPC控制器。通过仿真对比,HMMPC策略在保证系统稳定的前提下,能够提高系统的控制效果,可以改善工况跳变时系统过渡过程的控制品质。(4)将HMPC策略应用到重油分馏塔工业对象中,并利用仿真验证其有效性,表明了HMPC在工业应用中的优势。(5)最后,对本文的工作进行了总结,并对未来在HMPC策略上有待进一步研究的问题以及发展趋势进行了展望。

关键词：分层预测控制经济优化最优工况点多模型控制经济效益

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