学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于音频信号的球磨机寻优控制

作　者: 王合金
导　师: 郝伟；陈宏
学　校: 郑州大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 1/3倍频程谱 煤负荷 径向基神经网络 信息融合 解耦控制 集散控制系统
分类号: TD453
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 26次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


球磨机具有可磨煤种多,控制简单等特点,但也普遍存在着钢球消耗量大、系统运行自动化程度低、维护维修力度差等问题。如何优化制粉系统的自动控制以降低制粉系统的制粉单耗具有重要的实际意义。而中储式制粉系统是高度关联、大滞后、MIMO的非线性系统,仅以常规的PID控制已经难以取得理想的控制效果,本文提出一个系统的解决方案。对于本控制系统,需要解决的核心技术有两个,即球磨机的多变量控制系统的识别和解耦问题(系统识别和解耦),和球磨机负荷的识别问题。本文主要工作如下:1.球磨机煤负荷的检测是球磨机实现自动控制、优化运行、节能降耗的关键。本文提出一种利用音频信号1/3倍频程谱识别存煤量的方法,该方法能够得到球磨机在不同煤负荷下噪音频谱的特征频带,从而反映出球磨机煤负荷的变化,为把球磨机音频信号引入煤负荷控制系统打下基础。2.有效识别及控制钢球磨煤机的料位,是制粉系统实现优化运行、节能降耗的关键。针对钢球磨煤机的运行特点,建立基于信息融合的径向基神经网络模型对其运行中的各种工况进行识别,实现料位的识别。仿真结果表明,网络效果良好,为制粉系统优化运行和自动控制奠定了基础。3.中储式制粉系统是高度关联、大滞后、MIMO的非线性系统,其动态特性随着运行工况的变化而大范围变化,仅以常规的PID控制已经难以取得理想的控制效果。本文采用模糊内模解耦控制技术对制粉系统的相关参数进行有效控制,确保了制粉系统的安全、高效运行。4.介绍了PlantScape DCS分散控制系统,讨论了模糊内模控制算法在PlantScape DCS系统中的实现途径,优化了球磨机自动控制在DCS上的应用。上述控制策略全部应用于中铝河南分公司制粉系统的自动控制,通过了实际运行的检验,确保了制粉系统的安全、高效运行。本文所研究开发的先进控制系统实现了制粉系统各个参数的自动控制,其研究成果在国内处于领先水平。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 课题的来源、目的和意义  8-9
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 课题的提出和意义  8-9
  1.2 国内外研究概况  9-14
    1.2.1 球磨机负荷测量方法概述  9-11
    1.2.2 基于信息融合的识别方法概述  11
    1.2.3 系统识别及解耦概述  11-14
    1.2.4 寻优控制算法在DCS上的应用  14
  1.3 本文主要研究内容  14-16
  1.4 本章小结  16-17
第二章 音频信号分析在球磨机煤负荷识别中的应用  17-32
  2.1 引言  17
  2.2 概述  17-19
  2.3 噪声信号反映存煤量变化的机理分析  19-22
    2.3.1 球磨机噪声机理分析  19
    2.3.2 利用FFT算法获取音频信号特征频带机理分析  19-22
  2.4 应用案例  22-25
    2.4.1 球磨机的工作原理  22-23
    2.4.2 测试方案  23-25
    2.4.3 测试目的  25
  2.5 数据分析  25-28
  2.6 试验结论  28
  2.7 1/3倍频程反映煤负荷方法工程化实现(采集器设计)  28-31
  2.8 本章小结  31-32
第三章 基于信息融合的径相基神经网络在球磨机自动控制系统中的应用  32-47
  3.1 引言  32-33
  3.2 当前国内外研究概况  33-36
    3.2.1 软测量技术简述  33-34
    3.2.2 前向神经网络概述  34-36
  3.3 RBF神经网络机理简述  36-38
  3.4 信息融合理论  38-39
  3.5 信息融合实例  39-40
  3.6 实验过程及数据记录  40-41
  3.7 针对本课题的RBF神经网络算法设计  41-43
  3.8 钢球工况的识别实验  43-45
  3.9 球磨机衬板异常状况识别实验  45
  3.10 本章小结  45-47
第四章 模糊内模控制算法实现与仿真  47-63
  4.1 引言  47
  4.2 球磨机工作原理及数学模型  47-49
    4.2.1 球磨机工作原理  47-48
    4.2.2 数学模型的建立  48-49
  4.3 球磨机时滞系统的解耦分析  49-54
  4.4 球磨机模糊内模控制器的设计及仿真结果  54-62
    4.4.1 三通道解耦模糊内模控制器的设计  54-55
    4.4.2 模糊控制器的设计  55-57
    4.4.3 球磨机过程控制仿真系统的实现  57-60
    4.4.4 仿真实验结果及相关系数影响性  60-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章 球磨机自动控制算法在DCS中的应用研究  63-68
  5.1 引言  63
  5.2 PlantScape系统概述  63-64
  5.3 信号接入过程  64-65
  5.4 球磨机自动控制在DCS上的实现  65-66
  5.5 运行效果  66-67
  5.6 本章小结  67-68
第六章 结论及展望  68-70
  6.1 本文主要工作及结论  68-69
  6.2 展望  69
  6.3 本文创新点  69-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间参与的科研项目和发表的学术论文  73-74
致谢  74

相似论文

  1. 八作动器隔振平台的六自由度容错控制研究,TB535.1
  2. 舌体特征的提取及融合分类方法研究,TP391.41
  3. 多传感器信息融合及其在可穿戴计算机上的应用,TP202
  4. M石化公司连续重整装置的实施与管理,F426.72
  5. 信息融合技术在嵌入式驾驶疲劳检测中的应用研究,TP368.12
  6. 矩阵变换器供电的感应电机矢量控制系统研究,TM346
  7. 基波磁通补偿式串联混合型谐波抑制装置的应用研究,TN713.8
  8. 多媒体传感终端设备关键技术的研究与实现,TP212.9
  9. 基于集中决策的广域后备保护研究,TM774
  10. 基于PowerPC的高性能嵌入式工业控制器的研究与开发,TP273.5
  11. 基于信息融合的转基因食品安全评估,TS201.6
  12. 基于多信息融合的轮式移动机器人定位导航技术研究,TP242
  13. 废杂铜冶炼过程控制系统的设计与实现,TP273
  14. 基于贝叶斯网络的电机故障诊断方法研究,TM307.1
  15. 基于智能控制的双馈风力发电机的功率解耦控制,TM315
  16. 复杂过程控制系统设计及控制策略的研究,TP273
  17. 冷热水混合系统解耦控制研究及实现,TP273
  18. 多尺度信息融合算法研究,TP202
  19. 基于信息融合的模拟电路故障诊断研究,TN710
  20. 有源电力滤波器的神经网络PI重复控制器,TN713.8
  21. 基于证据网络的多源敌我识别信息融合处理方法研究,TP202

中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山机械 > 选矿机械 > 磨矿机
© 2012 www.xueweilunwen.com