釹鐵硼氫粉碎過程建模與優(yōu)化控制研究.pdf

1、氫粉碎工藝(HD)是制備高性能釹鐵硼(NdFeB)磁體的必備工序之一。釹鐵硼氫粉碎過程具有非線性、耦合、重要工藝參數(shù)無法在線檢測等特性,限制了釹鐵硼氫爆工藝的自動控制水平。目前,生產(chǎn)工人只能靠經(jīng)驗判斷,工藝參數(shù)不能在線調(diào)整,以延長釹鐵硼合金吸氫時間來保證合金完全粉碎,造成生產(chǎn)周期延長,資源浪費,生產(chǎn)成本高。本課題針對這一問題,應用控制學科和材料學科交叉的研究手段,對釹鐵硼的氫爆碎工藝的建模與優(yōu)化控制進行研究,設計了工藝參數(shù)可以實時動態(tài)優(yōu)

2、化的自動控制系統(tǒng)。
　　在深入分析釹鐵硼氫碎反應機理的基礎上,從化學反應動力學與熱力學、物料衡算與能量衡算和擴散理論等方面來研究氫爆反應過程中溫度、壓力和爐內(nèi)的氫氣量等對吸氫過程的影響,利用狀態(tài)空間方程的思想構建吸氫反應的動態(tài)機理模型。通過對模型仿真實驗對比分析驗證了模型的正確性與合理性。機理模型構建時存在一些假設與簡化,將影響其準確度。采用科學實驗過程和工業(yè)生產(chǎn)過程中保留了大量的數(shù)據(jù),構建了基于滾動優(yōu)化方法的徑向基函數(shù)(RBF)

3、神經(jīng)網(wǎng)絡工藝參數(shù)實時預測模型。由這兩個模型相結合,提出了基于爐況診斷的多模型優(yōu)化控制策略。通過氫爆碎系統(tǒng)實時吸氫量與目標吸氫量比較對當前爐況進行診斷,根據(jù)當前的爐況信息進行模糊協(xié)調(diào)計算來分配兩個模型在優(yōu)化控制算法中的權重系數(shù),從而由該優(yōu)化控制算法給出優(yōu)化的工藝曲線。該算法綜合了二者的優(yōu)點,屏蔽各自缺點。氫爆碎自動控制系統(tǒng)分為上位機部分和下位機部分,下位機是以PLC為核心控制器,結合現(xiàn)場執(zhí)行結構完成本地控制。上位機部分設計包括組態(tài)王軟件監(jiān)