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电热连续结晶机的智能控制

作　者: 张晓萍
导　师: 冯丽辉
学　校: 昆明理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 电热连续结晶机模糊控制温度梯度 MATLAB仿真 GUI
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国研制成功的电热连续结晶机是用于粗锡脱铅、除铋的锡精炼的关键设备,其精炼工艺流程处于世界领先地位。该设备工艺先进,为国内外多个企业创造了巨大的经济效益,被国外冶金专家誉为“当代锡工业的重要发明”。电热连续结晶机自1975年研制成功以来,虽然投入工业生产已三十余年,但由于它是一个多输入多输出的复杂系统,影响因素多、耦合性强,是一个较难控制的对象,导致其生产仍处于半机械化状态,对于分离过程的认识也停留在经验和半经验的层次。在生产过程中,操作人员凭经验来调节粗锡进料量、焊锡放出量及喷水量,以保证结晶机槽内各段温度在工艺要求的范围内,进而达到控制精锡和焊锡产品质量和产量的目的。但是人工操作难以保证设备的安全、稳定运行,更难保证产品的质量和合理的电能消耗,直接影响了其生产效率和经济效益。为了提高结晶机的生产效率,保证其产品的质量并降低能耗,使这一曾经在国际市场上拥有一定占有率和知名度的关键设备仍具有较强竞争力,实现其自动化是目前迫切需要解决的问题。针对电热连续结晶机产量、质量不稳定且能耗高的现状,本论文在深入了解电热连续结晶机工艺、内部工作机理和前人研究成果的基础上,分析了影响电热连续结晶机槽内温度的主要因素,应用锡精炼冶金原理及热力学、动力学原理进一步完善和验证了电热连续结晶机的动态数学模型；重点应用模糊控制技术,开展了结晶机温度梯度控制策略的研究,设计了电热连续结晶机模糊控制器的结构并确定了其模糊控制规则；采用MATLAB7.6作为开发环境,进行了电热连续结晶机的温度梯度控制的仿真研究,其仿真结果表明控制效果令人满意；利用MATLAB提供的图形用户界面GUI开发了人机交互界面,以便修改模糊控制器的参数、显示结晶机的温度梯度及产品的产量和质量等参数的值及其动态曲线并观察其模糊控制的效果。通过本论文的研究,可为今后实现电热连续结晶机的自动控制奠定良好的基础。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-10
  1.1 研究背景和意义  8
  1.2 电热连续结晶机控制技术的国内外研究现状  8-9
  1.3 论文的主要研究内容  9-10
第二章电热连续结晶机动态数学模型  10-32
  2.1 电热连续结晶机简介  10-11
  2.2 电热连续结晶机动态建模  11-32
    2.2.1 建模方案的选择  11-12
    2.2.2 建模条件的假设  12-13
    2.2.3 模型的建立  13-16
    2.2.4 模型仿真  16-19
    2.2.5 模型的完善与验证  19-32
第三章电热连续结晶机模糊控制系统设计  32-43
  3.1 模糊控制技术  32
  3.2 选用模糊控制的原因  32-34
  3.3 模糊控制方案的确定  34-35
  3.4 模糊控制器的设计  35-43
    3.4.1 模糊控制器输入输出变量的确定  35-36
    3.4.2 输入变量及输出变量的模糊化  36-39
    3.4.3 建立模糊控制规则  39
    3.4.4 建立模糊控制决策表  39-41
    3.4.5 模糊控制器软件设计  41-43
第四章电热连续结晶机模糊控制仿真研究  43-53
  4.1 模糊控制算法仿真  43-46
  4.2 图形用户界面GUI设计  46-53
    4.2.1 图形用户界面GUI简介  46-47
    4.2.2 GUI程序设计  47-53
第五章总结与展望  53-55
  5.1 主要研究内容总结  53-54
  5.2 课题展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
附录A 攻读学位期间发表的论文  59-60
附录B 模糊控制规则表  60-70
附录C 模糊控制决策表  70-79

电热连续结晶机的智能控制

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