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基于交互可视分析的多规格厚板板形质量异常诊断与回溯

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中国科学：技术科学 2024年第9期54卷 1693-1706页

作者：张同康王睿博曾诚丁进良东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

厚板的板形质量对于产品的使用性能和市场竞争力至关重要.由于厚板生产过程的复杂性和生产数据的高维、多源、异构以及规模大等特征,有效地分析诊断板形质量的异常及其原因是一项极具挑战性的任务.采用数据可视化与人机交互技术,本文提... 详细信息

厚板的板形质量对于产品的使用性能和市场竞争力至关重要.由于厚板生产过程的复杂性和生产数据的高维、多源、异构以及规模大等特征,有效地分析诊断板形质量的异常及其原因是一项极具挑战性的任务.采用数据可视化与人机交互技术,本文提出了一种基于交互式可视分析的多规格厚板板形质量异常诊断与回溯方法及系统.以多视角、多层次的数据呈现方式,为用户提供了一个直观且深入的工业大数据分析探索环境,能够通过人机交互协助快速识别板型质量异常,并分析生产过程数据与板形质量变化的内在关联,进而回溯板形异常的潜在原因.采用国内某钢铁企业的实际厚板生产数据进行的集成实验,验证了所提方法和系统的有效性和实用性.

关键词：板形质量质量异常诊断与回溯可视分析人机交互工业大数据

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时延非线性系统无模型预设性能控制

自动化学报 2024年第5期50卷 937-946页

作者：张晋熙柴天佑王良勇东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

研究含有状态时延的严反馈非线性系统的跟踪控制问题,充分考虑时延的时变性和任意性以及系统的未知动力学特性.为解决该问题,取代参数辨识、函数逼近、增益调节、指令滤波等常规技术,提出基于导向函数的预设性能控制方法,移除了控制器... 详细信息

研究含有状态时延的严反馈非线性系统的跟踪控制问题,充分考虑时延的时变性和任意性以及系统的未知动力学特性.为解决该问题,取代参数辨识、函数逼近、增益调节、指令滤波等常规技术,提出基于导向函数的预设性能控制方法,移除了控制器设计对于系统非线性、控制方向和虚拟控制信号导数等信息的依赖.并且,摆脱基于李雅普诺夫−克拉索夫斯基泛函或拉祖米欣函数的稳定性分析框架,采用基于反证法的受限分析理论,移除性能分析对于已知的时延上界、部分已知的时延非线性函数和时延导数小于1等常见约束.因此,形成无模型、低复杂度、高性能控制方法,将跟踪误差限制于设计者预先选取的性能包络线内,确保系统输出以预先设定的速度和精度跟踪上时变的设定值.最后,以具有延迟回收流的两级化学反应器为对象开展对比仿真,实验结果验证了所提方法的有效性和优越性.

关键词：无模型控制预设性能参考跟踪时延系统非线性系统

ESP工艺下DP600热轧双相钢铁素体相变模型

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 483-489页

作者：周晓光马鑫姜珊刘振宇东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

为了建立ESP工艺条件下DP600热轧双相钢的铁素体相变动力学数学模型,采用动态相变膨胀仪对实验钢分别进行等温相变和连续冷却相变实验.基于实测的铁素体相变孕育期和铁素体体积分数,在变形温度以上结合经典形核理论计算铁素体相变孕育期... 详细信息

为了建立ESP工艺条件下DP600热轧双相钢的铁素体相变动力学数学模型,采用动态相变膨胀仪对实验钢分别进行等温相变和连续冷却相变实验.基于实测的铁素体相变孕育期和铁素体体积分数,在变形温度以上结合经典形核理论计算铁素体相变孕育期,变形温度以下通过实验数据拟合△GV计算铁素体相变孕育期.考虑冷却速度的影响对可加性法则进行修正并基于此计算了连续冷却条件下的铁素体相变开始温度和体积分数.结果表明:修正后的相变模型计算的铁素体相变开始温度和体积分数与实测值吻合良好,可用于预测ESP工艺下DP600钢的铁素体相变行为.

关键词：孕育期铁素体相变相变动力学数学模型预测

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基于有向图的分布式连续时间非光滑耦合约束凸优化分析

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自动化学报 2024年第1期50卷 66-75页

作者：刘奕葶马铭莙付俊东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

研究一类分布式优化问题,其目标是在满足耦合不等式约束和局部可行集约束的情况下使非光滑全局代价函数值最小.首先,对原有的分布式连续时间投影算法进行拓展,结合线性代数理论分析,设计一个适用于强连通加权平衡有向通信网络拓扑图的算... 详细信息

研究一类分布式优化问题,其目标是在满足耦合不等式约束和局部可行集约束的情况下使非光滑全局代价函数值最小.首先,对原有的分布式连续时间投影算法进行拓展,结合线性代数理论分析,设计一个适用于强连通加权平衡有向通信网络拓扑图的算法.其次,在局部代价函数和耦合不等式约束函数是非光滑凸函数的假设条件下,利用Moreau-Yosida函数正则化使目标函数和约束函数近似光滑可微.然后,根据强连通加权平衡有向图的分布式连续时间投影算法构造李雅普诺夫函数,证明该算法下的平衡解是分布式优化问题最优解,并对算法进行收敛性分析.最后,通过数值仿真验证算法的有效性.

关键词：多智能体网络分布式优化加权平衡有向图耦合不等式约束

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奥氏体晶粒细化对特厚EH47止裂钢组织性能的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第5期45卷 643-651页

作者：张九鑫任潇健金东正田勇东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

常规工艺下特厚船舶用钢奥氏体晶粒细化的程度受限,导致极小尺寸奥氏体晶粒对钢板组织性能的影响尚不明确.利用二次奥氏体化法和热机械控制工艺,研究了细化奥氏体晶粒对特厚EH47止裂钢的显微组织演化及力学性能的影响.结果表明:试轧钢... 详细信息

常规工艺下特厚船舶用钢奥氏体晶粒细化的程度受限,导致极小尺寸奥氏体晶粒对钢板组织性能的影响尚不明确.利用二次奥氏体化法和热机械控制工艺,研究了细化奥氏体晶粒对特厚EH47止裂钢的显微组织演化及力学性能的影响.结果表明:试轧钢的加热温度从890℃升高至1050℃时,原奥氏体晶粒尺寸从14μm增加至28μm;铁素体含量的降低导致大角度晶界数量比例由57.4%降低至40.5%;马氏体/奥氏体(martenite/austenite,M/A)岛体积分数从2.0%增加至6.5%;钢板的屈服强度从440 MPa提高到488 MPa.890℃轧制钢板的单位体积有效晶界面积为269.0 mm-1,是其显微组织细化、均匀化,并在-100℃时具有241J的冲击功的重要原因.

关键词： EH47止裂钢原奥氏体晶粒显微组织 M/A岛冲击功

新型热处理方法制备超高强度Inconel 718合金

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2204-2218页

作者：冉蓉王洋任富强张元祥方烽张维娜袁国王国栋东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

为改善Inconel718合金的组织并优化性能,提出一种980℃,1 min高温超短退火和随后的双时效相结合的新型热处理方法。结果表明,超短退火处理产生了部分再结晶组织,KAM图表明即使在变形晶粒中也形成了再结晶晶核。因此,高温超短退火克服了... 详细信息

为改善Inconel718合金的组织并优化性能,提出一种980℃,1 min高温超短退火和随后的双时效相结合的新型热处理方法。结果表明,超短退火处理产生了部分再结晶组织,KAM图表明即使在变形晶粒中也形成了再结晶晶核。因此,高温超短退火克服了再结晶势垒,使得后续的再结晶过程可以在较低温度的时效处理过程中完成,从而获得了均匀细化的组织(~3.59μm)。980-1min-aged样品具有优异的拉伸性能,室温极限强度和总伸长率分别为1600 MPa和19%。650℃热拉伸条件下的极限强度和伸长率分别约为1350 MPa和26%。因此,高温超短退火能有效提高Inconel718合金的性能。

关键词： Inconel 718合金超高强度 δ相析出相再结晶行为时效处理

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基于SSTDR的光伏连接器故障检测

高电压技术 2024年第4期50卷 1508-1517页

作者：李智华张豪吴春华汪飞上海大学上海市电站自动化技术重点实验室上海200444

随着运行时间的增长,光伏连接器会出现氧化、老化、松动等现象,易导致接触不良、发热等问题,最终可能引起断路、电弧等故障,对光伏系统的高效、安全运行造成不良影响。由于光伏连接器故障会引起其等效阻抗的变化,该文采用扩频时域反射法... 详细信息

随着运行时间的增长,光伏连接器会出现氧化、老化、松动等现象,易导致接触不良、发热等问题,最终可能引起断路、电弧等故障,对光伏系统的高效、安全运行造成不良影响。由于光伏连接器故障会引起其等效阻抗的变化,该文采用扩频时域反射法(spread spectrum time domain reflectometry,SSTDR)来进行检测:通过向光伏连接器所在的光伏组件串注入正弦高频信号调制的伪随机序列序列测试信号,分析入射信号与反射信号的相关特性,再与健康状态下的特性进行比较,来实现光伏连接器故障在线诊断。对此进行仿真计算并在4块光伏板组成的光伏组串中进行实验,发现开路故障时包络面积最大可达到5×10^(5),而脱离故障时包络面积最小为0.8×10^(5),二者皆远大于健康时的包络面积0.07×10^(5),可有效诊断光伏连接器是否发生故障。

关键词：光伏连接器 SSTDR 故障检测传输线特征阻抗

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基于模糊PID算法的甘蔗切梢器电液比例位置控制系统设计

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农业机械学报 2024年

作者：沈中华程虎强李涵广西高校先进制造与自动化技术重点实验室

蔗梢是甘蔗收获时杂物的主要来源，作业时切梢器根据甘蔗生长高度适时调整高度是降低机收含杂率的关键方法之一。针对现有甘蔗收获机切梢器高度调整自动化程度低、控制精度差等问题，本文设计了一种基于模糊PID算法的甘蔗切梢器电液比... 详细信息

蔗梢是甘蔗收获时杂物的主要来源，作业时切梢器根据甘蔗生长高度适时调整高度是降低机收含杂率的关键方法之一。针对现有甘蔗收获机切梢器高度调整自动化程度低、控制精度差等问题，本文设计了一种基于模糊PID算法的甘蔗切梢器电液比例闭环位置控制系统。系统以位移传感器检测的液压缸实时位移为反馈值，结合上位机的给定值，通过设计的模糊PID控制算法实时调整控制参数、改善系统性能。运用AMESim与Matlab/Simulink软件对系统进行联合建模仿真，仿真结果表明：模糊PID控制下系统的稳态误差比常规PID控制减小30.34%、稳态时间缩短46.15%，且无超调，控制效果优越。在仿真的基础上搭建了实验台架，对液压缸活塞杆的调节精度与响应速度进行了实验研究。实验结果表明：采用模糊PID算法优化的电液比例位置控制系统，液压缸调节的平均误差为4.2mm，上升过程的平均响应速度约为0.21m/s，下降过程的平均响应速度约为0.17m/s，相对于传统PID控制下的液压缸上升与下降时的平均响应速度分别提高200%和183.33%。本研究为实时控制切梢器高度、降低收获时甘蔗含杂率奠定理论及技术基础，促进甘蔗收获机械化发展。

关键词：甘蔗切梢器电液比例闭环控制模糊PID 联合仿真

基于输出反馈逆强化Q学习的线性二次型最优控制方法

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控制理论与应用 2024年第8期41卷 1469-1479页

作者：刘文范家璐薛文倩东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

本文针对模型参数未知且状态不可测的线性离散系统的线性二次型最优控制问题,提出了一种数据驱动的基于输出反馈逆强化Q学习的最优控制方法,利用系统的输入输出数据同时确定合适的二次型性能指标权重和最优控制律,使得系统运行轨迹与参... 详细信息

本文针对模型参数未知且状态不可测的线性离散系统的线性二次型最优控制问题,提出了一种数据驱动的基于输出反馈逆强化Q学习的最优控制方法,利用系统的输入输出数据同时确定合适的二次型性能指标权重和最优控制律,使得系统运行轨迹与参考轨迹一致.本文首先提出一个参数矫正方程并与逆最优控制相结合得到一种基于模型的逆强化学习最优控制框架,实现输出反馈控制律参数和性能指标加权项的矫正.在此基础上,本文引入强化Q学习思想提出了数据驱动的输出反馈逆强化Q学习最优控制方法,无需知道系统模型参数,仅利用历史输入输出数据对输出反馈控制律参数和性能指标加权项进行求解.理论分析与仿真实验验证了所提方法的有效性.

关键词：逆强化学习 Q学习输出反馈数据驱动最优控制