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基于状态识别的自动装药系统关键技术的研究与实现

作　者: 王伟
导　师: 林景栋
学　校: 重庆大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 细长金属管振动冲击自动装药状态识别参数优化
分类号: TJ450.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
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内容摘要

目前国内外对细长金属管装药的研究还很少，常规的装药技术都无法实现细长金属管的装药要求，因此目前的自动装药技术是根据人工装药工艺发展而来的基于振动冲击的自动装药工艺。针对自动装药系统关键技术的研究与实现将最大程度地将手工装药的先验经验知识应用进来，并提高自动装药的质量和效率。因此，本课题将针对自动装药系统的关键技术进行研究，对自动装药控制工艺参数进行优化设计并设计一套能够实现参数优化的自动装药控制系统。针对自动装药系统的功能要求，论文设计自动装药控制系统的总体架构，采用现场总线的拓扑结构，实现一机控制多台装药设备；针对自动装药系统需要识别下料状态、夯实状态，设计了下料量检测、夯实度检测的硬件结构，并利用数据挖掘分类算法对检测参数进行分类，最后得到基于检测参数的实时自动装药状态；针对自动装药过程药剂难以建模的特点，采用基于实验的方式对夯实工艺参数进行离线优化设计；针对自动装药过程状态多样的特点，采用仿人智能控制的多模态控制思想对装药工艺参数进行实时优化设计。综上，本文针对自动装药系统设计的主要内容有：采用现场总线的拓扑方式，利用一机控制多台装药设备；利用数据挖掘分类方法，对自动装药过程的检测参数进行分类识别，得到当前自动装药的状态；采用仿人智能的多模态控制思路，根据识别出的自动装药状态对自动装药过程的工艺参数进行实时优化。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-11
  1.1 课题研究的背景及意义  8
  1.2 国内外研究现状分析  8-10
  1.3 本文研究的主要内容  10-11
2 自动装药装置装药工艺分析及控制系统总体方案设计  11-18
  2.1 自动装药装置工艺分析  11-15
    2.1.1 自动装药需求分析  11
    2.1.2 自动装药装置结构与工艺分析  11-15
  2.2 自动装药装置控制系统的总体方案设计  15-17
    2.2.1 自动装药装置控制系统功能设计  15
    2.2.2 自动装药装置控制系统总体框架设计  15-17
  2.3 本章小结  17-18
3 基于检测参数的自动装药装置状态识别  18-36
  3.1 基于检测参数的自动装药装置状态特征  18
  3.2 下料量的检测  18-20
  3.3 夯实度的检测  20-25
    3.3.1 物位检测方法  20-22
    3.3.2 药剂夯实度检测的实现  22-25
  3.4 基于检测参数的自动装药状态识别  25-35
    3.4.1 自动装药状态的确定  25-26
    3.4.2 数据挖掘分类问题概述  26-28
    3.4.3 数据挖掘分类方法  28-30
    3.4.4 基于数据分类的自动装药系统运行状态识别的实现  30-35
  3.5 本章小结  35-36
4 基于状态识别的自动装药装置控制参数优化算法  36-50
  4.1 自动装药装置控制参数优化目标  36
  4.2 自动装药装置控制参数优化问题描述  36-41
    4.2.1 必经点最短路径问题  36-37
    4.2.2 基于状态识别的自动装药装置控制参数优化问题的描述  37-41
  4.3 基于状态识别的自动装药装置控制参数优化算法  41-49
    4.3.1 夯实参数优化算法  41-45
    4.3.2 基于状态识别的自动装药装置实时控制参数优化算法与实现  45-49
  4.4 本章小结  49-50
5 自动装药装置控制系统的实现及应用  50-61
  5.1 自动装药装置控制系统硬件结构  50-51
  5.2 自动装药控制系统软件结构  51-57
    5.2.1 PLC 控制的 I/O 点分配  52-54
    5.2.2 控制系统电气原理图  54-56
    5.2.3 自动装药控制流程  56-57
  5.3 自动装药试验  57-60
  5.4 本章小结  60-61
6 结论与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
附录  65

基于状态识别的自动装药系统关键技术的研究与实现

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