检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2009年第3期30卷 554-558页

作者：王琰毛志忠田慧欣李妍黄盛华东北大学信息科学与工程学院沈阳110004 辽河油田金马油田开发公司盘锦124010

随着电弧炉功率不断增大,电弧炉对供电网络的负面影响越来越受到关注。主要的负面影响是引起谐波、电网电压波动和闪变。因此,建立精确的电弧模型,对于研究上述问题有着重要的意义。新的电弧时域模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分... 详细信息

随着电弧炉功率不断增大,电弧炉对供电网络的负面影响越来越受到关注。主要的负面影响是引起谐波、电网电压波动和闪变。因此,建立精确的电弧模型,对于研究上述问题有着重要的意义。新的电弧时域模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分方程描述电弧电导与电流之间的函数关系,并且利用现场检测到的数据,采用自适应变异差分进化算法对参数进行辨识。通过调整参数,模型完全可以模拟电弧炉冶炼过程的电弧特性。仿真结果表明,模型输出的电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。

关键词：电弧炉电弧自适应变异差分进化算法时域模型

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钛坯天然气加热炉优化控制策略及其工业应用研究

钛坯天然气加热炉优化控制策略及其工业应用研究

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作者：吕燕中南大学

学位级别：博士

天然气加热炉加热过程是钛坯生产的重要工序之一,其加热效果直接影响着钛材的轧制质量。由于钛的加热特性特殊,在加热过程中对加热炉的炉温以及炉内气氛的控制要求十分严格,传统的加热炉控制方法应用在钛坯加热过程中往往难以满足控制... 详细信息

天然气加热炉加热过程是钛坯生产的重要工序之一,其加热效果直接影响着钛材的轧制质量。由于钛的加热特性特殊,在加热过程中对加热炉的炉温以及炉内气氛的控制要求十分严格,传统的加热炉控制方法应用在钛坯加热过程中往往难以满足控制要求。本文以天然气为燃料的钛坯加热炉为研究对象,充分分析钛坯天然气加热过程存在不确定、非线性、大滞后等控制难点,结合实际天然气加热炉加热过程中的钛坯加热特性,对加热过程中的温度和气氛等方面的控制进行了深入研究,建立了钛坯天然气加热炉优化控制系统。论文的主要研究工作和创新点如下： (1)给出基于加热炉炉温预测模型的钛坯天然气加热炉优化控制结构针对钛坯天然气加热炉钛坯加热过程的复杂特性,提出一种基于加热炉炉温预测的模糊自组织优化控制系统的基本框架,从控制思想、过程建模方法和集成控制形式三方面,给出钛坯加热过程优化控制系统的结构描述、设计原则和设计步骤,为钛坯加热过程的优化控制提供一种新思路。 (2)提出基于神经网络和改进粒子群优化算法的加热炉炉温预测模型建模方法钛坯加热炉加热过程具有不确定和大滞后的特点,预测模型的精度直接影响优化控制的性能。本文提出一种基于改进粒子群优化算法的神经网络炉温预测模型。该模型采用改进的粒子群算法对神经网络的权值进行初始化,在传统的自适应粒子群算法基础上,增加了位置状态的跳变因子和跳变策略,有效提高了粒子群算法的全局搜索能力。基于粒子群算法优化得到的神经网络初始化权值,建立BP神经网络炉温预测模型,描述加热过程的动态变化特性。 (3)提出钛坯加热炉自组织模糊优化控制方法针对钛坯加热炉加热过程中的炉温控制问题,由于加热炉炉温影响参数众多,包括炉膛温度、空燃比、炉膛负压、辊道速度等,并且这些参数之间存在复杂的耦合关系,本文采用自组织方法设计了炉温模糊控制器。该控制器能够根据当前的输出情况自主生成和修正模糊控制规则表,克服了传统模糊控制中模糊规则表固定不变的缺陷。另外,引入变论域思想对模糊控制器的论域进行伸缩,并采用一种自适应变异差分进化算法应用于伸缩因子的优化求解,以克服变论域控制中伸缩因子难以确定的缺点。针对加热炉使用的脉冲式加热燃烧方式,本文分析了其与连续式加热燃烧方式在原理上和操作上的不同之处,设计了合理的烧嘴设定模块,结合炉温变论域自组织模糊控制器,使炉温能够有效跟随设定值。同时,采用模糊控制方法平衡炉内气氛,保证钛坯在微氧化的环境下充分加热。 (4)钛坯天然气加热炉优化控制系统实现及应用以所提出的天然气加热炉钛坯加热过程优化控制系统结构为基础,结合现场的钛坯加热炉工艺及生产条件,采用模块化和集成化思想,建立了钛坯天然气加热炉智能优化控制系统,实现了钛坯天然气加热炉炉温优化控制。通过应用天然气加热炉钛坯加热过程优化控制技术,减小了炉温波动情况,降低了能源消耗,获得了显著的经济效益与环境效益,实际工业应用效果证明了该系统的工业有效性。

关键词：钛坯加热炉神经网络模糊自组织改进型粒子群算法自适应变异差分进化算法

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交流电弧炉电弧模型研究及其应用

交流电弧炉电弧模型研究及其应用

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作者：王琰东北大学

学位级别：博士

在电弧炉运行过程中,由于电弧电阻的非线性,导致线路中的电流波形发生畸变,产生谐波；在熔化期内,由于电弧弧长的剧烈波动,造成线路中的电流随机变化,导致无功功率对电网产生强烈冲击,从而引起电网的电压波动和闪变。特别是近些年来,随... 详细信息

在电弧炉运行过程中,由于电弧电阻的非线性,导致线路中的电流波形发生畸变,产生谐波；在熔化期内,由于电弧弧长的剧烈波动,造成线路中的电流随机变化,导致无功功率对电网产生强烈冲击,从而引起电网的电压波动和闪变。特别是近些年来,随着电弧炉容量和功率的不断增大,电弧炉对电网的危害日益严重。建立精确、实用的电弧模型,对于研究和解决由电弧炉引起的供电系统电能质量问题有着重要的实际意义。同时,精确、实用的电弧模型也为建立电弧炉电极系统模型奠定了基础。电极系统是电弧炉炼钢的关键环节,它是一个具有高度非线性、时变性、耦合严重和随机干扰强的系统。电极系统工作不稳定将导致吨钢电耗增加,炼钢效率下降,并且影响电网的电能质量。利用电极系统模型可以研究性能优越的电极控制算法。本文以40吨交流电弧炉为研究背景,对交流电弧炉电弧模型的建立、模型参数的确定及模型应用进行了研究。针对已有的电弧模型缺乏通用性且物理意义不明确等问题,首先研究了电弧的阻抗特性,给出了操作电抗大于短路电抗的原因。根据能量守恒定律和相关的电弧物理知识,以电弧电导作为状态变量,电弧瞬时电流和弧长作为输入量,建立一个用非线性微分方程描述的交流电弧炉电弧时域模型。针对电弧模型参数难以确定的问题,通过机理分析,推导出了电弧模型参数的变化范围。在模型参数变化范围内,采用自适应变异差分进化算法辨识电弧模型参数值,有效地提高了辨识的速度和精度。通过与校验数据进行对比,证明了所提出参数确定方法的正确性。针对电弧炉引起的电能质量问题,将供电系统模型与新建的电弧模型相结合,建立了电弧炉电气系统模型。在此基础上,对电能质量问题进行仿真分析；通过与实测数据进行对比,表明新的电弧模型既可用于谐波分析,又可用于电压波动和闪变的研究。以改善电能质量为目标,将晶闸管控制电抗器(TCR)和固定电容器(FC)配套使用,设计了TCR+FC型静态无功补偿装置(SVC),仿真结果表明所设计方案的有效性。为了研究电弧炉电极系统模型,首先建立液压系统模型。通过液压缸活塞位移与电弧长度之间的关系,将液压系统模型与电气系统模型相连接,构建了电极系统模型。将整个电极系统模型作为被控对象,结合电弧炉冶炼进程特点,并考虑电极系统自身特性以及变论域模糊控制和死区导致的稳态误差问题,设计了变论域模糊积分复合控制器。通过仿真和现场实际应用,证明所设计的控制器是合理的,也说明所建立的电弧模型可以用于电极系统模型及控制研究中。

关键词：交流电弧炉电弧模型自适应变异差分进化算法谐波分析电压波动和闪变变论域模糊积分复合控制

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基于KFCM和AMDE-LSSVM的软测量建模方法

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计算机测量与控制 2018年第8期26卷 46-50,92页

作者：姜哲宇刘元清朱湘临王博江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013

针对软测量建模过程中模型存在失效问题,提出了一种基于KFCM和AMDE-LSSVM多模型的软测量建模方法;首先,采用核模糊C均值聚类(Kernel-based fuzzy c-means algorithm,KFCM)对训练样本数据进行划分,然后利用最小二乘支持向量机(least squa... 详细信息

针对软测量建模过程中模型存在失效问题,提出了一种基于KFCM和AMDE-LSSVM多模型的软测量建模方法;首先,采用核模糊C均值聚类(Kernel-based fuzzy c-means algorithm,KFCM)对训练样本数据进行划分,然后利用最小二乘支持向量机(least squares vector machina,LS-SVM)对每个聚类建立子模型,并使用自适应变异差分进化算法(Adaptive Mutation different evolution,AMDE)对最小二乘向量机中的径向基宽度和惩罚系数进行寻优;将提出的算法用于秸秆发酵关键参数乙醇浓度、基质浓度(总糖浓度)、菌体浓度检测中,通过软测量建模得到的预测值与离线化验值进行对比,证明方法的有效性;实验结果表明,改进后的算法克服了差分进化算法中容易陷入局部最优,早熟收敛的现象;建立的新模型相比单一模型,乙醇浓度、基质浓度(总糖浓度)、菌体浓度测量误差分别为0.64%,1.85%和0.75%,具有更好地适应秸秆发酵过程、提高测量精度的优势。

关键词：自适应变异差分进化算法核模糊C均值聚类最小二乘向量机秸秆发酵

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