基于模糊控制的流型轉(zhuǎn)換研究.pdf

1、基于模糊控制的流型轉(zhuǎn)換研究基于模糊控制的流型轉(zhuǎn)換研究TheFlowPatternTransfmResearchBasedOnTheFuzzyControl學(xué)科專(zhuān)業(yè)：控制科學(xué)與工程研究生：李躍鋒指導(dǎo)教師：岳士弘教授天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院二零一二年十二月摘要兩相流流型研究是在熱傳導(dǎo)學(xué)和流體力學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科。它廣泛應(yīng)用于石油、化工、熱動(dòng)力等工業(yè)。兩相流流動(dòng)再現(xiàn)了多相流流動(dòng)中最基本的流型，研究?jī)上嗔鞯牧餍驮诹黧w傳動(dòng)和轉(zhuǎn)換過(guò)

2、程中有重要意義。本文分析了氣液兩相流的研究現(xiàn)狀和研究意義，并對(duì)各種流型的定義進(jìn)行了比較分析。重點(diǎn)研究了兩相流流動(dòng)過(guò)程中各個(gè)參數(shù)對(duì)流型的影響，引入了模糊控制的方法，并把模糊控制技術(shù)應(yīng)用于兩相流型的流型轉(zhuǎn)換控制中。這在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中有重要意義，它可以控制有害流型的出現(xiàn)，從而對(duì)保證在工業(yè)生產(chǎn)中既安全又經(jīng)濟(jì)有實(shí)際意義。特別是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得基于模糊控制的流型轉(zhuǎn)換控制成為可能。本文的主要貢獻(xiàn)如下：1）針對(duì)在兩相流流型轉(zhuǎn)換和控制中影響

3、因素多、工況復(fù)雜從而典型樣本提取困難的特點(diǎn)，我們引入了正交實(shí)驗(yàn)方法提取典型的樣本。即從所有可能的實(shí)驗(yàn)組合中挑選一小部分具有代表性的輸入?yún)?shù)組合來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)這部分參數(shù)組合試驗(yàn)結(jié)果的進(jìn)行分析，從而了解全面試驗(yàn)的情況，這就大大減小了實(shí)驗(yàn)次數(shù)，提高了實(shí)驗(yàn)效率，使得以較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)獲取代表性的流型特征成為可能。2）多相流流型轉(zhuǎn)換與控制中，必然涉及到關(guān)系數(shù)據(jù)集的聚類(lèi)問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，我們?cè)谀：齝均值算法的基礎(chǔ)上研究了關(guān)系模糊c均值算法，并對(duì)

4、該算法進(jìn)行改進(jìn)；同時(shí)，我們提出并驗(yàn)證了一種新的基于模糊積分的控制器，這些都為進(jìn)一步研究流型轉(zhuǎn)換控制提供了基礎(chǔ)。3）我們?cè)趯?duì)于兩相流流型的研究引入模糊控制技術(shù)，模糊規(guī)則是模糊控制技術(shù)的核心。模糊規(guī)則的產(chǎn)生對(duì)模糊控制器設(shè)計(jì)有決定性的作用。我們用改進(jìn)的關(guān)系模糊c均值算法產(chǎn)生模糊規(guī)則，構(gòu)造模糊控制器，并應(yīng)用于流體流型的研究，為兩相流流型轉(zhuǎn)換的研究提供了有用的方法。我們完成了兩相流工況下典型的流型轉(zhuǎn)換和控制實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證我們提出方法的有效性和