一類串聯(lián)生產(chǎn)過程的建模、控制與優(yōu)化.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對生產(chǎn)過程的控制與優(yōu)化提出了越來越高的要求,除了對單個生產(chǎn)裝置或局部過程實現(xiàn)優(yōu)化控制外,追求全過程的優(yōu)化已是提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本的關(guān)鍵.從控制的角度來說,全過程控制關(guān)心的是整個生產(chǎn)過程的最終產(chǎn)品質(zhì)量的控制,而不是單個回路的行為與整定.已有的全過程控制的研究主要側(cè)重于整體控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計,控制問題的分解,操作變量的選擇與配對.從優(yōu)化角度來說,已有的研究主要側(cè)重于大工業(yè)過程的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型的建立與優(yōu)化算法的設(shè)計.本論文研究了

2、一類在實際工業(yè)過程中大量存在的串聯(lián)生產(chǎn)過程的辨識,預(yù)測控制,基于人工智能方法的優(yōu)化模型建立與子過程設(shè)定值優(yōu)化,并結(jié)合具體的工業(yè)過程,步進式加熱爐以及連續(xù)退火爐等進行了仿真和應(yīng)用研究.本論文的主要創(chuàng)新成果包括:1)結(jié)合現(xiàn)代大工業(yè)生產(chǎn)全過程的特點,提出了串聯(lián)生產(chǎn)過程的控制與優(yōu)化問題;綜述了大工業(yè)生產(chǎn)的建模,控制,優(yōu)化的研究現(xiàn)狀;2)分析了串聯(lián)生產(chǎn)過程的結(jié)構(gòu)特點,提出了基于階躍信號測試的串聯(lián)生產(chǎn)過程的分散閉環(huán)辨識算法.把串聯(lián)生產(chǎn)過程依次分為多

3、個兩輸入兩輸出(Two-input Two output, TITO)局部過程,對TITO局部過程分別進行辨識.針對只有相鄰子過程間具有關(guān)聯(lián)耦合,以及單向關(guān)聯(lián)耦合的兩類串聯(lián)生產(chǎn)過程進行了研究.3)研究了串聯(lián)生產(chǎn)過程的預(yù)測控制算法.在基于納什優(yōu)化分布式預(yù)測控制的研究基礎(chǔ)上,改進了優(yōu)化性能指標的選取,提出了一種基于全局最優(yōu)的分布式預(yù)測控制算法,并進行收斂性分析;針對在一個方向上有強耦合,相反方向上有弱耦合的特殊串聯(lián)生產(chǎn)過程,提出了分布式解耦

4、預(yù)測控制算法.4)建立了串聯(lián)生產(chǎn)過程各子過程設(shè)定值變化量與最終產(chǎn)品質(zhì)量映射關(guān)系的IF-THEN模糊規(guī)則庫;基于IF-THEN模糊規(guī)則庫,提出了串聯(lián)生產(chǎn)過程設(shè)定值動態(tài)優(yōu)化算法,把模糊優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為清晰優(yōu)化問題;結(jié)合步進式加熱爐的爐溫優(yōu)化設(shè)定進行了仿真研究;5)研究了工況變化情況下的串聯(lián)生產(chǎn)過程的在線動態(tài)建模問題.串聯(lián)生產(chǎn)過程各子過程設(shè)定值與最終產(chǎn)品質(zhì)量之間的非線性映射關(guān)系很難直接得到.我們結(jié)合連續(xù)退火爐的實際數(shù)據(jù),基于一種串行學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)