發(fā)布時間：2020-08-07 21:48

【摘要】：釹鐵硼(NdFeB)氫粉碎系統(tǒng)具有非線性、多變量、耦合、釹鐵硼合金粉碎狀態(tài)不可在線測量等特點,優(yōu)化控制進展緩慢,本文基于平行控制理論,建立釹鐵硼氫粉碎過程的平行控制系統(tǒng)。文章闡述了釹鐵硼氫粉碎過程的平行控制系統(tǒng)的研究思路,重點闡述了該系統(tǒng)中人工系統(tǒng)的構建方法,分析了人工系統(tǒng)和實際系統(tǒng)的相互作用,為復雜系統(tǒng)優(yōu)化控制探索了一種新思路。
【圖文】：

稀土第37卷構成平行控制系統(tǒng)的實際部分即實際系統(tǒng)。在此基礎上，建立與實際系統(tǒng)等價的人工系統(tǒng)，從而構成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，即平行控制系統(tǒng)［2］。平行控制的最大特點就是要使人工系統(tǒng)的角色從被動到主動、離線到在線，直至最后由從屬地位提高到相同地位，使人工系統(tǒng)在比較復雜的實際系統(tǒng)控制中有效地發(fā)揮作用。平行控制系統(tǒng)結構［2］如圖1所示。圖1平行控制系統(tǒng)結構圖Fig.1Structurediagramofparallelcontrolsystem在此框架之下，可有三種工作模式，即:學習與培訓、實驗與評估、管理與控制，三種工作模式經(jīng)歷了由人工系統(tǒng)為主、人工系統(tǒng)與實際系統(tǒng)交互運行、人工系統(tǒng)與實際系統(tǒng)平行執(zhí)行三個階段。一個實際系統(tǒng)可與多個人工系統(tǒng)互動。2基于平行控制理論的釹鐵硼氫粉碎工藝控制系統(tǒng)2．1控制系統(tǒng)組成釹鐵硼氫粉碎工藝平行控制系統(tǒng)整體結構如圖2所示。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(釹鐵硼氫粉碎實時工況數(shù)據(jù)庫和歷史工況數(shù)據(jù)庫)、基于案例推理的控制算法、實際系統(tǒng)、人工系統(tǒng)幾部分。圖2釹鐵硼氫粉碎工藝平行控制系統(tǒng)結構圖Fig.2ParallelcontrolsystemstructurediagramofNdFeBhydrogendecrepitationprocess66

稀土第37卷構成平行控制系統(tǒng)的實際部分即實際系統(tǒng)。在此基礎上，建立與實際系統(tǒng)等價的人工系統(tǒng)，從而構成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，即平行控制系統(tǒng)［2］。平行控制的最大特點就是要使人工系統(tǒng)的角色從被動到主動、離線到在線，直至最后由從屬地位提高到相同地位，使人工系統(tǒng)在比較復雜的實際系統(tǒng)控制中有效地發(fā)揮作用。平行控制系統(tǒng)結構［2］如圖1所示。圖1平行控制系統(tǒng)結構圖Fig.1Structurediagramofparallelcontrolsystem在此框架之下，可有三種工作模式，即:學習與培訓、實驗與評估、管理與控制，三種工作模式經(jīng)歷了由人工系統(tǒng)為主、人工系統(tǒng)與實際系統(tǒng)交互運行、人工系統(tǒng)與實際系統(tǒng)平行執(zhí)行三個階段。一個實際系統(tǒng)可與多個人工系統(tǒng)互動。2基于平行控制理論的釹鐵硼氫粉碎工藝控制系統(tǒng)2．1控制系統(tǒng)組成釹鐵硼氫粉碎工藝平行控制系統(tǒng)整體結構如圖2所示。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫(釹鐵硼氫粉碎實時工況數(shù)據(jù)庫和歷史工況數(shù)據(jù)庫)、基于案例推理的控制算法、實際系統(tǒng)、人工系統(tǒng)幾部分。圖2釹鐵硼氫粉碎工藝平行控制系統(tǒng)結構圖Fig.2ParallelcontrolsystemstructurediagramofNdFeBhydrogendecrepitationprocess66

稀土第37卷含層和輸出層三部分，各層均包含眾多神經(jīng)元。輸入層用于接收數(shù)據(jù)，隱含層處理數(shù)據(jù)進行訓練，并將訓練結果送給輸出層。BP神經(jīng)網(wǎng)絡建模流程圖如圖4所示。圖3BP神經(jīng)網(wǎng)絡結構圖Fig.3BPneuralnetworkstructure圖4BP神經(jīng)網(wǎng)絡建模流程圖Fig.4BPneuralnetworkmodelingflowchart②確定輸入、輸出變量工藝實驗表明，在一定的溫度范圍內，爐內溫度越高，合金吸氫越快，合金爆碎時間越短。隨著爐內壓力的增大，孕育時間越短，合金吸氫速度越快，吸氫至飽和所需時間越少。經(jīng)分析，選取反應爐內溫度x1、壓力x2、入爐的釹鐵硼合金質量x3、充入爐內氫氣總量x4作為模型輸入量，合金中的氫含量作為模型輸出量。③Matlab7．10．0平臺下，進行模型的建立和仿真。步驟如下:●采集釹鐵硼氫粉碎生產(chǎn)過程數(shù)據(jù);●對數(shù)據(jù)進行預處理，形成訓練樣本和測試樣本;●依據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡原理，用訓練樣本集在Matlab平臺上建立吸氫量預測模型;●將訓練樣本和測試樣本代入預測模型，訓練并驗證模型。(2)構建突發(fā)事件模型氫氣是易燃易爆氣體，氫氣的安全使用是釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè)安全防護的重點。在目前的生產(chǎn)過程當中，操作工人通過壓力表觀察氫粉碎反應爐爐膛及管道的狀態(tài)，判斷氣路密閉性。當發(fā)現(xiàn)有泄漏，工人立即打開廠房排氣風扇，并手動將氫粉碎爐停機停氣。這一方法依賴工人責任心和應急處理經(jīng)驗，雖然生產(chǎn)企業(yè)在廠房中也設置氫氣濃度報警器，但氫氣濃度報警器是氫碎爐泄漏一定量或一段時間之后才報警，無益于隱患的早期發(fā)現(xiàn)，導致相關企業(yè)發(fā)生安全事故，造成工作人員傷亡和設備損失。針對上述問題，設計了突發(fā)事件模型，通過對傳感器采集的溫度、壓力、電流、振動、泄露等參數(shù)的實時處理，完成閾值判斷，出現(xiàn)工況參數(shù)

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2 魯來寬;淡炳乾;;釹鐵硼合金中常量組分的ICP-AES法同時測定[A];第十三屆全國稀土化學分析學術研討會論文集[C];2011年

3 黃仲漢;郭劍嘯;張海燕;;鐠釹鐵硼合金中鑭鈰鐠釹硼鋁錳的測定—ICP-AES法[A];第十二屆全國稀土元素分析化學學術報告暨研討會論文集（下）[C];2007年

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2 趙曉斌;基于數(shù)據(jù)驅動的釹鐵硼氫粉碎優(yōu)化控制系統(tǒng)研究[D];內蒙古科技大學;2015年

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