一類串聯(lián)生產過程的建模、控制與優(yōu)化.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)生產的發(fā)展對生產過程的控制與優(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)化已是提高產品質量和降低成本的關鍵.從控制的角度來說,全過程控制關心的是整個生產過程的最終產品質量的控制,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重于整體控制結構的設計,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)生產過程的辨識,預測控制,基于人工智能方法的優(yōu)化模型建立與子過程設定值優(yōu)化,并結合具體的工業(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用研究.本論文的主要創(chuàng)新成果包括:1)結合現(xiàn)代大工業(yè)生產全過程的特點,提出了串聯(lián)生產過程的控制與優(yōu)化問題;綜述了大工業(yè)生產的建模,控制,優(yōu)化的研究現(xiàn)狀;2)分析了串聯(lián)生產過程的結構特點,提出了基于階躍信號測試的串聯(lián)生產過程的分散閉環(huán)辨識算法.把串聯(lián)生產過程依次分為多

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聯(lián)耦合,以及單向關聯(lián)耦合的兩類串聯(lián)生產過程進行了研究.3)研究了串聯(lián)生產過程的預測控制算法.在基于納什優(yōu)化分布式預測控制的研究基礎上,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)生產過程,提出了分布式解耦

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