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纸机质量控制系统关键技术的研究

作　者: 刘晓鹏
导　师: 邵汉永
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: QCS 定量 水分 解耦 模糊自适应控制 OPC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 53次
引　用: 2次
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内容摘要


本文讨论了纸张的质量控制系统(QCS)的两个重要指标——定量和水分,并介绍了其过程控制中的若干关键技术。随着社会生产和物质文化生活水平的不断提高,人们对纸产品的产量和质量要求也越来越高,计算机技术、通信技术等高科技在过程自动化领域中的迅速发展和普及,推动了造纸技术的高速发展。本文针对纸张QCS的一些关键技术进行研究,不仅涉及了纸张定量和水分的控制策略,也对更好的实现软件控制系统进行了讨论。本文涉及的主要内容有:1、介绍QCS的总体结构及其应用中的一些关键性技术。2、分析了纸张的定量和水分两个关键参数的控制难点,以及传统控制对象的建模方法。3、针对定量和水分的强耦合、非线性的控制难点,本文讨论了造纸过程中定量及水分控制的算法设计;提出了应用自适应模糊控制的解决方案,并通过实验得出仿真结果。4、本文针对定量、水分两环节专门设计了控制装置,该装置集管理和控制于一体。分别对造纸工艺流程及机理工况进行分析,充分考虑造纸过程的自身特点,采用了两种控制方案对系统进行建模和控制,给出造纸过程中定量、水分控制的综合自动化系统设计方案。该方案能够根据系统具体工况的改变而进行实时的调整控制决策,从而使得系统具有更快、更强、更适时的特点,以便有效的起到增加产量、节约原料和提高经济效益的作用。5、本文还研究了QCS系统监控软件的关键技术,特别是其中的实时数据库技术、OPC技术等,体现出QCS的先进性。针对造纸过程的特点,给出了软件处理方案。详细介绍了OPC方法,分析了OPC技术在先进控制软件中的应用方式,进一步指出如何在DCS中使用OPC。本文对纸张QCS的关键技术进行研究的同时,还提出了一些新的改进意见,对造纸自动化控制技术具有一定的参考价值。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-10
  1.1 引言  7
  1.2 课题背景  7-9
    1.2.1 当前我国纸机质量控制系统的现状  7-8
    1.2.2 自动控制理论的发展  8-9
  1.3 论文选题意义  9-10
第二章 纸机质量控制系统概述  10-16
  2.1 QCS概述  10-13
    2.1.1 纸机质量控制系统(QCS)  10-12
    2.1.2 质量控制系统的运行网络  12-13
  2.2 质量控制系统的辅助设备  13-14
    2.2.1 传输方式  13
    2.2.2 分布式控制系统  13-14
    2.2.3 现场总线系统(FCS)  14
  2.3 性能优良的QCS系统  14-16
第三章 定量、水分的控制方式  16-26
  3.1 影响定量水分的波动及关系  16-17
    3.1.1 定量的横、纵向波动  16-17
    3.1.2 水分的波动  17
  3.2 定量及水分传感器测量的原理  17-18
  3.3 定量水分之间的关系及控制特点:  18
  3.4 控制对象建模  18-20
  3.5 定量水分传统控制策略  20-26
    3.5.1 串级控制  20-21
    3.5.2 PID控制  21
    3.5.3 相对增益(Comparatively plus)  21-22
    3.5.4 解耦方法  22-26
第四章 多变量自学习动态解耦控制算法及模糊自适应算法  26-42
  4.1 序言  26
  4.2 多变量自学习动态解耦控制算法  26-29
    4.2.1 基本原理  26-27
    4.2.2 控制器设计  27-28
    4.2.3 多变量自学习控制算法  28-29
  4.3 模糊自适应算法的定量水分解耦控制研究  29-32
    4.3.1 模糊控制概述  29
    4.3.2 模糊控制的结构  29-30
    4.3.3 模糊控制的特点  30-31
    4.3.4 模糊控制器设计内容  31-32
  4.4 自适应模糊控制概述  32-33
    4.4.1 模糊自适应控制器的结构  32-33
    4.4.2 模糊自适应控制器的原理  33
  4.5 定量水分解耦模糊控制器的研究  33-41
    4.5.1 精确量模糊化  33-35
    4.5.2 建立控制规则  35-36
    4.5.3 建立模糊控制表  36
    4.5.4 去模糊化  36-37
    4.5.5 自适应修正  37-39
    4.5.6 解耦仿真结果  39-41
  4.6 本章小结  41-42
第五章 控制软件系统设计  42-49
  5.1 组态技术  42-43
    5.1.1 组态的特点  42-43
    5.1.2 组态软件的工作原理  43
  5.2 实时数据库  43-45
    5.2.1 数据库数据范围  43
    5.2.2 实时数据库的结构  43-44
    5.2.3 实时数据库的工作原理  44
    5.2.4 历史数据库管理  44-45
  5.3 脚本语言  45
  5.4 OPC技术  45-48
  5.5 OPC的发展产生的影响  48-49
总结与展望  49-50
参考文献  50-52
致谢  52

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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