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钢渣检测方法与挡渣控制系统的研究

作　者: 高丹丹
导　师: 尤文
学　校: 长春工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 下渣检测图像识别模糊控制挡渣控制计算机仿真
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 22次
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内容摘要

中国钢铁产业的迅猛发展对钢铁生产的质量及自动化程度都提出了更高的要求。本文针对钢铁生产中工作环境恶劣但在生产中具有重要地位的钢渣检测及挡渣控制系统,通过理论调研和现场分析,根据现场采用的人工观察法,提出了一套具有实时下渣检测和离线图像分析功能的钢水连铸下渣检测方案及基于模糊控制技术的挡渣控制系统。本文的主要研究内容包括两部分：第一部分,钢渣检测方法结合钢铁连铸现场环境和实际需求,选择基于图像识别的方法。1、采用了具有可行性的图像增强方案及图像特征提取方案,并分别从理论上对下渣检测系统中采用到的对比度增强、图像平滑、图像锐化进行阐述,本文采用线性变换法进行对比度增强,局部平均法进行图像平滑,微分法进行图像锐化。2、同时详细分析了基于色彩、纹理和形态特征的下渣特征提取技术。最后利用现场图片进行图像分析实验。3、系统通过摄像机对中间包钢水液面视频图像进行实时采集并传输,利用检测软件对视频图像进行定时抓取、增强、多种方式的特征提取及分析,来判断大包是否下渣；同时对图像进行保存,对决策模块进行参数优化。4、实验结果表明,基于图像识别的下渣检测系统解决了钢铁生产中工作环境恶劣下渣难以检测的问题,达到了提高钢铁质量的目的。第二部分,本文采用基于模糊控制技术进行挡渣控制。1、为了能够使钢水准确的流入连铸中间包,防止钢液飞溅,解决挡渣控制系统存在的时变不确定性、非线性和滞后等问题,提高挡渣控制自动化水平,本文引入模糊控制技术进行挡渣控制。2、介绍模糊控制技术在挡渣控制系统中的应用,阐述基于模糊控制技术控制挡渣系统的基本原理,详细的介绍了模糊控制器的设计,设定以位置差值(偏差)和位置差值的变化量(偏差变化)作为输入量,电机的动作作为输出量,设定输入量、控制量模糊化表,选择输入、输出变量隶属度函数,设计模糊控制规则表,模糊控制表,制定模糊控制方案。3、MATLAB仿真结果表明,这种方法提高了鲁棒性,响应速度快,控制过程稳定,能满足实际需要。提高了钢铁冶炼中的自动化水平。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章绪论  7-14
  1.1 引言  7
  1.2 连铸下渣检测概述及研究意义  7-8
  1.3 钢水连铸下渣检测的研究及应用现状  8-12
  1.4 基于图像识别的钢水连铸下渣检测方法的提出  12-13
  1.5 本文的主要内容  13
  1.6 本章小结  13-14
第二章钢水连铸下渣检测系统及挡渣控制系统的总体设计  14-18
  2.1 引言  14
  2.2 钢水连铸下渣检测系统的总体设计方案  14-17
  2.3 挡渣控制系统总体设计  17
  2.4 本章小结  17-18
第三章中间包钢水液面图像增强技术的研究  18-32
  3.1 引言  18
  3.2 数字图像概述  18-21
  3.3 中间包钢水液面图像预处理中图像增强技术的研究  21-28
  3.4 图像增强算法实验结果及分析  28-31
  3.5 本章小结  31-32
第四章中间包钢水液面图像特征提取技术研究  32-50
  4.1 引言  32
  4.2 基于色彩的下渣特征提取技术的研究  32-38
  4.3 基于纹理的下渣特征提取技术的研究  38-40
  4.4 基于形态的下渣特征提取技术的研究  40-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章挡渣控制系统的设计  50-68
  5.1 模糊控制理论概述  50-56
  5.2 模糊控制的基本原理及组成  56-61
  5.3 模糊控制器的结构及分类  61-63
  5.4 常规模糊控制器的设计  63-64
  5.5 模糊控制在挡渣控制系统的中的应用  64-67
  5.6 本章小结  67-68
第六章结论  68-70
  6.1 工作总结  68
  6.2 工作展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
攻读硕士学位期间研究成果  75-76

钢渣检测方法与挡渣控制系统的研究

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