簡(jiǎn)介：碩士學(xué)位論文微生物反應(yīng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)建模與擾動(dòng)控制DYNAMICMODELANDPERTURBATIONCONTROLOFAMICROORGANISM’一‘1HREACTIONRROCESS學(xué)21309125完成日期大連理工大學(xué)DALIANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著生物技術(shù)的發(fā)展，微生物反應(yīng)過(guò)程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位也越來(lái)越重要。由于微生物反應(yīng)過(guò)程機(jī)理復(fù)雜，具有非線性、時(shí)變性、模型不確定性等特點(diǎn)，對(duì)微生物反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行建模研究有著重要意義。另一方面，當(dāng)微生物反應(yīng)系統(tǒng)出現(xiàn)較為顯著的隨機(jī)干擾或存在某些不確定因素時(shí)，經(jīng)典的控制方法很難在反應(yīng)過(guò)程控制應(yīng)用中取得良好的效果。因此，探究合適的建模方法和優(yōu)化控制策略，并將其應(yīng)用到微生物反應(yīng)過(guò)程具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)這兩部分做了如下工作首先，研究了兩類(lèi)基于單一限制性基質(zhì)的微生物反應(yīng)過(guò)程非結(jié)構(gòu)式動(dòng)力學(xué)模型。第一類(lèi)，建立了基于狀態(tài)反饋脈沖控制的微生物培養(yǎng)模型，并對(duì)該模型進(jìn)行理論分析。此外，通過(guò)對(duì)生物量產(chǎn)率的優(yōu)化，得到了最佳的底物控制水平和反應(yīng)器介質(zhì)的去除比例，提高了資源的利用率和生物量產(chǎn)量及質(zhì)量。第二類(lèi)，建立了基于變結(jié)構(gòu)控制的微生物培養(yǎng)模型。利用UTKIN等效控制方法對(duì)模型進(jìn)行定性分析，給出正常平衡態(tài)、虛擬平衡態(tài)、偽平衡態(tài)以及切點(diǎn)的存在條件以及全局穩(wěn)定性。同時(shí)利用MATLAB軟件對(duì)所建立的模型進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)而驗(yàn)證了理論結(jié)果的正確性。其次，為了使微生物反應(yīng)過(guò)程處于穩(wěn)定的最佳操作狀態(tài)，同時(shí)消除振蕩現(xiàn)象，我們將最優(yōu)控制與滑?？刂葡嘟Y(jié)合，設(shè)計(jì)了滑模最優(yōu)控制器，用來(lái)跟蹤最優(yōu)控制下的奇異弧，并在瞬態(tài)條件達(dá)到生物量產(chǎn)量最大化。此外，針對(duì)于微生物連續(xù)反應(yīng)過(guò)程存在的不確定性因素可能會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定這一問(wèn)題，采用區(qū)間二型模糊算法對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行控制。仿真結(jié)果表明在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，區(qū)間二型模糊控制算法能夠使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到有效的改善。關(guān)鍵詞微生物培養(yǎng)過(guò)程；動(dòng)力學(xué)模型；最優(yōu)控制；滑?？刂疲粎^(qū)間二型模糊控制；穩(wěn)定性

簡(jiǎn)介：生物乙醇屬于可再生能源的重要部分，利用木質(zhì)纖維轉(zhuǎn)化生物乙醇廣受社會(huì)的關(guān)注和支持。近年來(lái)，其科學(xué)研究取得較大進(jìn)展，但木質(zhì)纖維高效預(yù)處理、酶解糖化、C5C6糖協(xié)同發(fā)酵等關(guān)鍵技術(shù)仍是國(guó)內(nèi)外研究重點(diǎn)。為提高乙醇得率、簡(jiǎn)化工藝、降低成本，針對(duì)楊木纖維生物轉(zhuǎn)化乙醇關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了以下研究1對(duì)稀磷酸浸漬結(jié)合蒸汽爆破楊木屑（簡(jiǎn)稱酸爆楊木）處理效果分析。通過(guò)掃描電鏡SEM觀察纖維結(jié)構(gòu)變化，纖維素測(cè)定儀測(cè)定纖維素、半纖維素、木質(zhì)素成分變化。結(jié)果表明在2％WW磷酸，固液比1∶25，預(yù)浸漬1H，蒸汽爆破壓強(qiáng)2MPA，維壓時(shí)間180S條件下處理?xiàng)钅拘迹行У钠茐牧四举|(zhì)纖維結(jié)構(gòu)，使半纖維素降解率達(dá)到6471％，纖維素降解率達(dá)2059％。2以酸爆楊木屑為原料，還原糖濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了酶解溫度，初始PH值，酶解時(shí)間，酶量，復(fù)合酶比對(duì)酶解效果的影響。結(jié)果表明，酶解最佳條件酶解溫度45℃，初始PH55，酶量1520IUML，酶解時(shí)間816H，Β葡萄糖苷酶濾紙酶酶比156。獲得最高還原糖濃度6186MGML，還原糖得率高達(dá)7278％。進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得出因素影響大小的順序?yàn)槊副龋境跏糚H值＞酶解溫度，所得理論的最優(yōu)組合為初始PH52，酶解溫度46℃，酶比162。3以乙醇濃度為發(fā)酵效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)挑選優(yōu)良菌種，比較不同的酶解、發(fā)酵工藝，獲得產(chǎn)乙醇效果較好的菌種和工藝流程，再對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行控制。具體試驗(yàn)如下①以純糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇，對(duì)原始釀酒酵母S1，馴化選育出的釀酒酵母優(yōu)勢(shì)菌株S2及紫外結(jié)合Γ射線誘變的釀酒酵母菌株S3進(jìn)行評(píng)價(jià)。獲得發(fā)酵效果最佳的菌株S2乙醇濃度3489GL，對(duì)應(yīng)的乙醇得率（葡萄糖計(jì)算理論得率）9122％。②以酸爆楊木屑為原料，驗(yàn)證單一酶解與復(fù)合酶解工藝的共發(fā)酵效果，結(jié)果表明，單一酶解共發(fā)酵乙醇最大濃度為1985GL，最高得率為4517％復(fù)合酶解共發(fā)酵乙醇最大濃度為3109GL，最高乙醇得率為7172％，乙醇得率提高了2655％。③以酸爆楊木屑為原料，對(duì)同步糖化發(fā)酵與共發(fā)酵工藝進(jìn)行比較，結(jié)果表明，大腸桿菌KO11與釀酒酵母S2共發(fā)酵效果最佳，乙醇濃度達(dá)到35GL，乙醇得率為8074％馴化選育出的優(yōu)勢(shì)菌株釀酒酵母S2的發(fā)酵乙醇濃度達(dá)3404GL。④從菌種耐受性、簡(jiǎn)化工藝過(guò)程及高產(chǎn)乙醇得率等綜合考慮，以酸爆楊木為原料，選擇發(fā)酵菌種S2，對(duì)復(fù)合酶解發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行控制。研究酶解時(shí)間和通氣時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響。結(jié)果表明，乙醇濃度隨著酶解時(shí)間的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在酶解816H乙醇濃度達(dá)到30GL以上，具有較好的效果。隨著通氣時(shí)間的增加，還原糖被利用的越徹底，乙醇濃度升高通氣時(shí)間最佳為68H時(shí)，乙醇濃度最高為3491GL，乙醇得率為8053％。通過(guò)電鏡掃描、GCMS法分析酶解發(fā)酵對(duì)酸爆楊木的影響。隨著酶解、發(fā)酵的進(jìn)行，酸爆楊木結(jié)構(gòu)破壞程度逐漸加深。GCMS分析鑒別出液體中均含十多種化合物（酚類(lèi)、苯類(lèi)、烷類(lèi)）及成分的變化。結(jié)果表明，酸爆預(yù)處理產(chǎn)生了抑制物，酶解過(guò)程伴隨有抑制物的增多發(fā)酵液中出現(xiàn)了酸類(lèi)物質(zhì)，其中十六烷酸濃度的不同很可能是影響發(fā)酵效果的重要因素。4發(fā)酵動(dòng)力學(xué)初步探究，分析純糖和酸爆楊木復(fù)合酶解發(fā)酵的底物消耗及產(chǎn)物生成的關(guān)聯(lián)性，其線性相關(guān)性相似，即還原糖消耗率和乙醇生產(chǎn)率成正比例下降。同時(shí)，對(duì)發(fā)酵菌種生長(zhǎng)曲線進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)酸爆楊木復(fù)合酶解發(fā)酵工藝過(guò)程的具體情況，初步分析并假設(shè)出還原糖G的動(dòng)力學(xué)模型。

簡(jiǎn)介：三氯乙醛（CH）是除三鹵甲烷和鹵乙酸以外的具有遺傳毒性和致畸性的第三大類(lèi)消毒副產(chǎn)物（DBPS）。南方地區(qū)常年高溫多雨、水體中藻類(lèi)爆發(fā)頻繁，CH容易產(chǎn)生超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，但目前水廠實(shí)踐和文獻(xiàn)中，都缺乏控制CH經(jīng)濟(jì)高效的方法。本課題通過(guò)研究不同水廠工藝過(guò)程中不同極性有機(jī)物的CH生成和去除情況，為CH控制方案的形成提供指導(dǎo)，并針對(duì)南方地區(qū)的不同水源和工藝特點(diǎn)，采用強(qiáng)化混凝、炭砂濾池來(lái)控制CH。常規(guī)工藝和臭氧活性炭工藝（O3BAC）中不同極性有機(jī)物的CH生成與去除研究表明混凝沉淀、BAC工藝對(duì)CH及其前體物去除率最高，而砂濾工藝對(duì)其去除率較低。原水中以親水性有機(jī)物為主，其次為強(qiáng)疏水性有機(jī)物和弱疏水性有機(jī)物。混凝沉淀主要去除的是藻類(lèi)、顆粒性有機(jī)物和大分子疏水性有機(jī)物，BAC主要去除的是親水性有機(jī)物。常規(guī)工藝中CH超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)高，提高常規(guī)工藝對(duì)CH控制效果的最經(jīng)濟(jì)、有效的方法是強(qiáng)化混凝沉淀工藝、提高砂濾池的去除效果。改變混凝條件研究表明PH為60～70時(shí)，新絮凝劑對(duì)CH前體物的去除效果明顯好于聚合氯化鋁（PAC）；PH為70～85時(shí)，PAC的去除效果更好；兩種絮凝劑在PH為70時(shí)，CH的生成量都最低。低投加量時(shí)（2～6MGL），新絮凝劑對(duì)CHFP去除效果好于PAC；在6MGL最佳投量下，PAC和新絮凝劑對(duì)CHFP的去除率分別為6320％和6960；在高投量時(shí)（6～10MGL），PAC的處理效果較好。投加PAM對(duì)CH前體物去除效果好于HCA。吸附聯(lián)合混凝研究表明粉炭適用于單獨(dú)吸附或與混凝聯(lián)合去除CH前體物，最適投量為30MGL，粉炭單獨(dú)吸附對(duì)1天的CH生成量（CH1D）和CHFP的去除率分別為5749和7521；與單純混凝相比，粉炭聯(lián)合混凝對(duì)CH1D和CHFP去除率分別提高了1426和1849。粉炭、膨潤(rùn)土對(duì)CH吸附效果較好。預(yù)氧化聯(lián)合混凝研究表明KMNO4、CLO2、H2O2和超聲聯(lián)合混凝對(duì)CH前體物去除效果最好，KMNO4、CLO2和H2O2最適投量分別為04MGL、05MGL和30MGL，超聲最適參數(shù)為70W，40KHZ，15S。與單純混凝相比，增加KMNO4、CLO2、H2O2、超聲對(duì)CH1D和CHFP的去除率分別提高了967和236、1218和215、637和589、434和584。CL2、O3、O3H2O2聯(lián)合混凝可增大CH的生成量，且O3H2O2比O3的CH生成量更高。炭砂濾柱對(duì)于CH及其前體物的去除研究表明濾柱對(duì)CH及其前體物有很好的去除效果，出水中CH都小于100ΜGL，CHFP均值為1520ΜGL。炭砂濾柱對(duì)CH和CH前體物平均去除率為9911和4138。炭和砂最適厚度分別為10M和04M，相應(yīng)的CH前體物去除率為4237。曝氣炭砂濾柱最適氣水比為014，對(duì)CH前體物的去除率可提高480。濾柱最適濾速為8MH，相應(yīng)的CH前體物去除率為4463。

簡(jiǎn)介：中間相瀝青基炭纖維因其前驅(qū)體原料成本低，且具有低膨脹系數(shù)、高模量、高熱導(dǎo)率等優(yōu)異性能，被認(rèn)為極具發(fā)展?jié)摿?，在航空、航天、汽?chē)等領(lǐng)域中作為先進(jìn)復(fù)合材料的增強(qiáng)體有著廣泛的應(yīng)用前景。中間相瀝青基炭纖維的制備需要經(jīng)過(guò)中間相瀝青的精煉、熔融紡絲、預(yù)氧化碳化等工藝過(guò)程，由于熔融紡絲過(guò)程極大影響了中間相瀝青液晶分子的取向及排布進(jìn)而影響中間相瀝青基炭纖維的結(jié)構(gòu)和性能，因此探索紡絲工藝對(duì)中間相瀝青基炭纖維結(jié)構(gòu)及性能的影響規(guī)律則尤為重要。本文采用族組分分析、偏光顯微分析、熱重分析、流變分析等表征方法對(duì)MP1、MP2兩種國(guó)產(chǎn)中間相瀝青進(jìn)行表征分析，研究?jī)煞N中間相瀝青的物理化學(xué)性質(zhì)，明確兩種中間相的可紡性及可紡區(qū)間。在探索出合適的紡絲工藝條件基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)研究了噴絲孔長(zhǎng)徑比、紡絲溫度對(duì)MP1、MP2所紡炭纖維截面結(jié)構(gòu)形貌的影響。并以MP2中間相瀝青為原料，利用TAGUCHI正交設(shè)計(jì)方法確定了瀝青基炭纖維紡絲過(guò)程中影響纖維直徑及放射狀截面劈裂角的最主要因素及其變化規(guī)律。MP1、MP2兩種中間相瀝青光學(xué)組織結(jié)構(gòu)都為流線型結(jié)構(gòu)，中間相含量為100％。MP1軟化點(diǎn)為209℃，MP2軟化點(diǎn)為243℃，兩種中間相瀝青長(zhǎng)時(shí)間保溫之后熱穩(wěn)定性都較差，但MP2熱穩(wěn)定性要好于MP1。隨著噴絲孔長(zhǎng)徑比增大，MP1的連續(xù)可紡性先增加后減少，所紡炭纖維截面結(jié)構(gòu)均為放射狀大角度劈裂。MP2在熔融紡絲過(guò)程中，隨著噴絲孔長(zhǎng)徑比的增大，其連續(xù)可紡時(shí)間單調(diào)遞減，炭纖維截面結(jié)構(gòu)由放射狀大角度劈裂到中心放射邊緣無(wú)規(guī)狀到部分劈裂放射狀轉(zhuǎn)變。MP1所紡炭纖維截面結(jié)構(gòu)未隨紡絲溫度的升高而變化，為大角度放射狀劈裂結(jié)構(gòu)。隨著紡絲溫度的提高，MP2連續(xù)可紡性增加，炭纖維的截面結(jié)構(gòu)由類(lèi)放射狀結(jié)構(gòu)向放射狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，并出現(xiàn)大角度劈裂結(jié)構(gòu)。MP1、MP2所紡炭纖維模量都隨紡絲溫度的升高而降低，MP2所紡炭纖維模量總體要高于MP1。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，得出影響炭纖維直徑的因素按重要性排序依次是卷筒轉(zhuǎn)速，噴絲孔入口角，紡絲溫度，紡絲壓力。影響放射狀截面炭纖維劈裂角角度最顯著的因素是噴絲孔入口角，隨著入口角增大，纖維劈裂角度減小。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多離心泵性能測(cè)定遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng).pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：隨著鐵路向重載化的快速發(fā)展，道岔用鋼軌的服役條件愈加苛刻；同時(shí)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的珠光體鋼軌各項(xiàng)性能已達(dá)到極限。目前道岔用貝氏體鋼軌的軋后熱處理方式在保證組織及力學(xué)性能后，彎曲變形導(dǎo)致矯后殘余應(yīng)力大，使用壽命短，且生產(chǎn)成本高。因此研究道岔用貝氏體鋼軌的軋后控制冷卻工藝尤為重要。本文以道岔用貝氏體鋼軌為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)定靜態(tài)CCT曲線及不同冷速下的掃描組織測(cè)定，以及相變前與相變區(qū)間控制冷卻的5個(gè)模擬方案的模擬計(jì)算分析。利用GLEEBLE1500D熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)，對(duì)形變奧氏體的不同冷速下的組織進(jìn)行了掃描電鏡觀察分析；利用有限元模擬軟件DEFM3D，模擬計(jì)算了相變前以及相變區(qū)間控制冷卻過(guò)程中溫度的變化規(guī)律，定量分析了溫度、組織、應(yīng)力和彎曲變形之間的相互影響。道岔用貝氏體鋼軌的CCT曲線測(cè)定表明未變形處理的奧氏體以005℃S～1℃S的冷速連續(xù)冷卻時(shí)，隨著冷速的增加組織由粒狀貝氏體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；變形處理的奧氏體以02℃S～2℃S的冷速連續(xù)冷卻時(shí)，隨著冷速的增加組織由粒狀貝氏體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟛糠值鸟R氏體少量板條貝氏體。道岔用貝氏體鋼軌相變前控制冷卻模擬計(jì)算結(jié)果表明最優(yōu)方案2中鋼軌在熱處理結(jié)束后得到993的貝氏體組織；縱向最大拉應(yīng)力為75MPA，最大壓應(yīng)力為67MPA；最終Y方向彎曲撓度為000483MM彎向軌底長(zhǎng)邊方向，Z方向彎曲撓度為0195MM彎向軌頭方向。道岔用貝氏體鋼軌相變區(qū)間控制冷卻模擬計(jì)算結(jié)果表明方案4得到的貝氏體量為138，明顯少于方案5的356；兩個(gè)方案最終的最大拉應(yīng)力分別為696MPA、706MPA；最大壓應(yīng)力分別為258MPA、235MPA；方案4的Y方向彎曲撓度為0094MM，彎向軌底長(zhǎng)邊方向，Z方向彎曲撓度為0214MM，彎向軌頭方向；方案5的Y方向彎曲撓度為005MM，彎向軌底長(zhǎng)邊方向，Z方向彎曲撓度為0205MM，彎向軌頭方向。實(shí)驗(yàn)及模擬計(jì)算表明在保證組織及性能的前提下，通過(guò)控制冷卻能夠減小彎曲變形度，降低矯后殘余應(yīng)力，為道岔鋼軌軋后熱處理工藝制定提供了切實(shí)可靠的理論依據(jù)。

簡(jiǎn)介：中國(guó)為中藥生產(chǎn)大國(guó)，中藥與人們生活息息相關(guān)，其產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注，同時(shí)中藥生產(chǎn)過(guò)程中的能耗問(wèn)題日益突出。因此，中藥生產(chǎn)企業(yè)越來(lái)越重視對(duì)中藥生產(chǎn)過(guò)程的能效管理及優(yōu)化研究。建設(shè)中藥制藥過(guò)程能效管理系統(tǒng)有助于提高中藥企業(yè)的信息化水平以及增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)效率；研究中藥制藥優(yōu)化控制策略，有利于提高中藥原料的利用率，降低能耗，提高產(chǎn)品的質(zhì)量以及競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)中國(guó)的中藥發(fā)展有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的重要意義。本文所研究的中藥生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)采用分布式、開(kāi)放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將中藥生產(chǎn)的提取、濃縮、醇沉等工藝流程以及其他操作環(huán)節(jié)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，分別從采集控制層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、過(guò)程監(jiān)控層和管理應(yīng)用層四個(gè)方面對(duì)中藥生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了整個(gè)中藥生產(chǎn)過(guò)程能耗信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集、自動(dòng)分析與自動(dòng)管理，提高了現(xiàn)代化制藥的信息化水平。搭建好中藥生產(chǎn)過(guò)程能效管理系統(tǒng)，然后對(duì)中藥制藥的首要環(huán)節(jié)也是關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量與能耗的提取工段進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化控制策略研究，中藥提取環(huán)節(jié)屬于流程工業(yè)，根據(jù)其具有的非線性、大時(shí)滯、強(qiáng)耦合等復(fù)雜特性，提出采用混合智能優(yōu)化控制策略，綜合運(yùn)用預(yù)設(shè)定模型、反饋補(bǔ)償模型、前饋補(bǔ)償模型以及濃度預(yù)報(bào)模型，對(duì)提取工段的最終控制目標(biāo)提取率控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，從而提高中藥提取環(huán)節(jié)的藥材利用率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

簡(jiǎn)介：冗余設(shè)計(jì)是提高磁懸浮軸承可靠性的最有效途徑和方法。具有冗余結(jié)構(gòu)的磁懸浮軸承重構(gòu)后的剛度是磁懸浮軸承最重要的技術(shù)指標(biāo)，它決定著所支承轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性。本文研究控制參數(shù)對(duì)磁懸浮軸承重構(gòu)剛度的影響。首先，本文介紹了磁懸浮軸承剛度和容錯(cuò)控制方面的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了磁懸浮軸承的容錯(cuò)控制的重要意義，以及磁懸浮軸承線圈失效后的剛度變化情況，推導(dǎo)了磁懸浮軸承以單磁極對(duì)和差動(dòng)連接方式工作時(shí)等效剛度的理論公式。理論表明控制器參數(shù)、功率放大器和傳感器的增益、頻率都是影響等效剛度的因素。其次，在MATLABSIMULINK中建立磁懸浮軸承系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析了重構(gòu)過(guò)程中控制參數(shù)對(duì)磁懸浮軸承性能的影響。仿真結(jié)果顯示控制參數(shù)在一定的范圍內(nèi)，可以滿足磁懸浮軸承系統(tǒng)穩(wěn)定地從正常狀態(tài)過(guò)渡到失效狀態(tài)。然后對(duì)磁懸浮軸承剛度的測(cè)試進(jìn)行了仿真分析，將仿真測(cè)試出的磁懸浮軸承剛度與理論公式計(jì)算得到的剛度值進(jìn)行對(duì)比結(jié)果表明兩者具有較好的一致性。通過(guò)調(diào)整控制參數(shù)的方法，測(cè)試了不同控制參數(shù)對(duì)應(yīng)的剛度值。此外，還研究了差動(dòng)連接的磁懸浮軸承系統(tǒng)不同失效形式下的重構(gòu)過(guò)程以及剛度的變化。結(jié)果表明，磁懸浮軸承系統(tǒng)在一定的控制參數(shù)范圍內(nèi)能夠完成重構(gòu)并且保持剛度不變。最后，在一個(gè)單自由度磁懸浮軸承重構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了重構(gòu)以及剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，對(duì)上述理論分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。當(dāng)磁懸浮系統(tǒng)以單磁極對(duì)方式工作時(shí)，得出在線圈失效后可以完成重構(gòu)過(guò)程的控制參數(shù)范圍。然后對(duì)磁懸浮軸承的剛度進(jìn)行測(cè)試，得出失效前與失效后的剛度值。此外，還研究了差動(dòng)連接的磁懸浮軸承系統(tǒng)不同失效形式下的重構(gòu)過(guò)程以及剛度的變化。結(jié)果表明，磁懸浮軸承系統(tǒng)在一定的控制參數(shù)范圍內(nèi)能夠完成重構(gòu)并且保持剛度不變。

簡(jiǎn)介：分類(lèi)號(hào)學(xué)校代碼10426密級(jí)學(xué)號(hào)2013040012碩士學(xué)位論文MASTERDEGREETHESIS非線性優(yōu)化控制在化工過(guò)程非線性優(yōu)化控制在化工過(guò)程CSTRCSTR中的應(yīng)用研究中的應(yīng)用研究作者劉歡劉歡指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師高德欣高德欣學(xué)科專業(yè)學(xué)科專業(yè)控制科學(xué)與工程控制科學(xué)與工程專業(yè)代碼專業(yè)代碼081100研究方向研究方向控制理論與控制工程控制理論與控制工程2016年6月8日青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文非線性優(yōu)化控制在化工過(guò)程CSTR中的應(yīng)用研究摘要連續(xù)攪拌釜CSTR（CONTINUOUSSTIRREDTANKREACT）是一個(gè)典型的化工動(dòng)態(tài)過(guò)程，過(guò)程中存在著嚴(yán)重非線性、外界干擾等現(xiàn)象，這些因素不但會(huì)破壞控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著當(dāng)代工業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)的性能和精度要求在不斷提高，對(duì)溫度控制的要求也在不斷提高，因此，化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)最優(yōu)控制課題的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文首先簡(jiǎn)述了非線性系統(tǒng)和最優(yōu)控制理論的研究現(xiàn)狀，然后，針對(duì)具有一類(lèi)表達(dá)形式的化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)，研究最優(yōu)控制算法，包括狀態(tài)調(diào)節(jié)器問(wèn)題、輸出調(diào)節(jié)器問(wèn)題、跟蹤控制問(wèn)題、以及受擾系統(tǒng)的擾動(dòng)抑制跟蹤控制問(wèn)題。本文的主要內(nèi)容概括如下1介紹了非線性系統(tǒng)的基本概念及其研究現(xiàn)狀和主要方法，引出仿射非線性系統(tǒng)的概念，針對(duì)一類(lèi)典型的非線性連續(xù)攪拌反應(yīng)釜CSTR系統(tǒng)進(jìn)行分析和建模。給出反饋線性化相關(guān)的部分微分幾何基礎(chǔ)知識(shí)，基于此給出一種非線性最優(yōu)控制規(guī)律的求解方式。2考慮非線性化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)，在反饋線性化的基礎(chǔ)上提出最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方式，首先，將系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解兩點(diǎn)界限值問(wèn)題，求出最優(yōu)控制律。然后，為了解決狀態(tài)反饋的工程構(gòu)成問(wèn)題，運(yùn)用模型轉(zhuǎn)換方法，提出構(gòu)造狀態(tài)觀測(cè)器，并提供了設(shè)計(jì)方法。3由于輸出反饋在物理實(shí)現(xiàn)上優(yōu)于狀態(tài)反饋，進(jìn)而針對(duì)非線性化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)，設(shè)計(jì)二次型最優(yōu)輸出調(diào)節(jié)器，考慮輸出反饋的功能不及狀態(tài)反饋的功能這一問(wèn)題，提出一種用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器設(shè)計(jì)最優(yōu)調(diào)節(jié)器的方法，通過(guò)維數(shù)增廣，把動(dòng)態(tài)輸出反饋問(wèn)題轉(zhuǎn)換為狀態(tài)反饋，求解最優(yōu)控制律。4考慮化工過(guò)程中對(duì)溫度控制精確性的要求，針對(duì)非線性化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)，研究最優(yōu)跟蹤控制問(wèn)題，在將非線性系統(tǒng)模型線性化的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)最優(yōu)跟蹤控制律，使系統(tǒng)輸出能夠漸近跟蹤到期望輸出，并且保證誤差極小這一前提條件，利用仿真計(jì)算校驗(yàn)該方法的有效可行性。5針對(duì)一類(lèi)受擾動(dòng)的化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)模型，研究最優(yōu)擾動(dòng)抑制跟蹤控制問(wèn)題。利用反饋線性化方法，對(duì)受擾CSTR模型進(jìn)行線性化，首先，提出一種最優(yōu)擾動(dòng)抑制跟蹤控制律的求解方法。進(jìn)一步，利用內(nèi)模原理，通過(guò)模型轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)無(wú)靜差最優(yōu)擾動(dòng)抑制跟蹤控制策略。

簡(jiǎn)介：有機(jī)朗肯循環(huán)是實(shí)現(xiàn)低品位熱源回收利用的有效技術(shù)途徑，對(duì)于減少化石能源消耗，提高能源綜合利用效率，降低工業(yè)運(yùn)行成本以及減少污染物的排放等具有重要意義。設(shè)計(jì)可靠性高、性能優(yōu)良的控制系統(tǒng)，對(duì)于提高有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力是十分必要的。本文對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電過(guò)程的建模與先進(jìn)控制方法進(jìn)行了深入研究，主要工作概括如下1以質(zhì)量守恒方程和能量守恒方程為基礎(chǔ)，通過(guò)合理的簡(jiǎn)化假設(shè)，采用移動(dòng)邊界法建立蒸發(fā)器和冷凝器的簡(jiǎn)化模型。通過(guò)機(jī)理分析建立渦旋式膨脹機(jī)和工質(zhì)泵的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)各部件之間的輸入輸出關(guān)系連接各部件模型，構(gòu)建面向控制的有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。該模型階次低，并且保留了系統(tǒng)的非線性特性，適合于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合。2跟蹤余熱能量運(yùn)行方式下的有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，在大范圍工況下運(yùn)行時(shí)，具有強(qiáng)非線性。本文應(yīng)用線性變參數(shù)LPV增益調(diào)度控制方法，選取余熱熱源的質(zhì)量流量和溫度作為調(diào)度變量，采用雅可比線性化方法將余熱發(fā)電系統(tǒng)的非線性模型轉(zhuǎn)化為具有凸多面體結(jié)構(gòu)的LPV模型，然后利用線性矩陣不等式方法LMI對(duì)凸多面體各頂點(diǎn)分別設(shè)計(jì)控制器，最后綜合各個(gè)頂點(diǎn)控制器得到全局LPV控制器。在與傳統(tǒng)的PI控制算法比較中，仿真結(jié)果證明了該方法的優(yōu)越性。3大多數(shù)工業(yè)過(guò)程都是多變量、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，同時(shí)，過(guò)程對(duì)象時(shí)常受到環(huán)境變化、操作條件改變等不確定性的影響，無(wú)法獲得精確的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)此問(wèn)題，本文提出偏最小二乘PLS框架下的多回路H∞魯棒控制策略。利用PLS子空間下變量自動(dòng)配對(duì)和正交的特性，將耦合的多變量系統(tǒng)控制問(wèn)題分解為子空間下的多個(gè)單回路控制器設(shè)計(jì)，有效解決了病態(tài)系統(tǒng)和非方系統(tǒng)中變量配對(duì)及解耦困難的問(wèn)題，并通過(guò)精餾塔和混合槽兩個(gè)仿真實(shí)例證明了該方法的有效性。4將所提出的多回路魯棒控制方法應(yīng)用到典型的多變量耦合系統(tǒng)跟蹤負(fù)荷指令運(yùn)行方式下的有機(jī)朗肯循環(huán)低溫余熱發(fā)電過(guò)程。首先采用動(dòng)態(tài)濾波器法建立余熱發(fā)電系統(tǒng)的PLS動(dòng)態(tài)模型，考慮到實(shí)際系統(tǒng)中存在的模型失配以及熱源擾動(dòng)等不確定性因素，采用混合靈敏度方法在PLS框架下設(shè)計(jì)多回路魯棒控制器，仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法的可行性和優(yōu)越性。

簡(jiǎn)介：西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文大跨度連續(xù)梁拱橋施工全過(guò)程幾何控制方法姓名吳天申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師祝兵201205西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1I頁(yè)ABSTRACTWIMTHEDEVELOPMENTOFRAILWAYUNDERTAKING，THETRAINSPEEDWASINCREASING，WHICHPROMOTEDTHEAPPEARANCEOFLONGSPAN，LIGHT，F(xiàn)LEXIBLEBRIDGESTHES仃UCTUREOFLARGESPANRAILWAYBRIDGEISHIGHERDEMANDSTHEBRIDGETHATISMADEOFONLYBYSINGLEBEAM，ARCHISNOLONGERMEETINGTHEREQUIREMENTSOFLARGESPANANDOUTWARDAPPEARANCETHESTUDYOFITSGEOMETRICLINEARFORMINCONSTRUCTIONANDTHESTRESSOFLARGESPANARCHBEAMBRIDGEISBECOMINGMOREANDMOREIMPORTANTNEDEVELOPMENTOFCONSTRUCTIONPROCESSOFCOMPOSITEBRIDGEISREVIEWED，ANDTHECONTROLMETHODANDCONTROLTHEORYOFITDURINGEVERYCONSTRUCTIONSTEPISEXPRESSEDINTHISTHESISTHEFEM，THEWAYHOWTOBUILDASIMULATIONMODELANDTHEWAYTOMONITORANDCONTROLTHEBEAM，THEARCH，THEBOOMDURINGCONSTRUCTIONISALSOINTRODUCEDTHEWAYTOMONITORANDCONTROLTHELINCROFBEAMANDTHESTRESSOFITINDETAILISINTRODUCEDINTHISTHESIS，SODOESTHELIFTINGPROCESSOFTHEMAINARCHANDTHEBOOMFORSOMANYWAYSSUCHASTHEMONITOROFARCHANDFRAME，RETENTIONOFTHEBOOMETC，THELINEARFORMOFTHEBEAMANDTHEARCHMEETSWELLWITLLTHECALCULATIONMODEL111ERESULTSOFCALCULATIONANDMONITORISCOMPAREDINTHISTHESISFORTHECONTRAST，THESETWORESULTSCANCHECKEACHOTHERWHICHCALLGUIDETHEFURTHERCONSTRUCTIONSTEPTHEGENERALWAYOFGEOMETRICCONTROLOFLARGESPANARCHBEAMBRIDGEISGIVEDOUTINTHISTHESISACCORDINGTOTHECONSTRUCTIONOF“FIRSTBEAMAFTERARCH“，THEWHOLEBRIDGE’SSTRESSANDLINEARFORMISMONITOREDANDCOMPAREDTOTHECALCULATIONRESULTS，THUS，THEWHOLEBRIDGEISWELLCONTROLLEDALLTHESEHAVEBEENDONEMAYPROVIDECERTAINTHEORETICALBASISFORTHESIMILARBRIDGESDURINGDESIGNANDCONSTRUCTIONKEYWORDSBEAMARCHCOMBINATIONBRIDGE，SIMULATIONANALYSISMODEL，F(xiàn)IELDMONITORINGLINEARFORMANDTHESTRESS

簡(jiǎn)介：隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的普及，發(fā)布訂閱通信模式以其出色的解耦合特性適用于分布式系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)信息源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)信息宿節(jié)點(diǎn)的情況，得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。但是，目前基于發(fā)布訂閱中間件的研究局限于單條消息的處理，而忽視了多條消息在流程中的關(guān)聯(lián)關(guān)系。論文針對(duì)該問(wèn)題，提出了發(fā)布訂閱中間件中的可配置流程控制機(jī)制，用戶制定流程規(guī)則之后，具有流控機(jī)制的中間件將流程規(guī)則解析為流程實(shí)例，并根據(jù)流程實(shí)例動(dòng)態(tài)對(duì)經(jīng)由中間件的信息進(jìn)行合法性判斷。論文的主要貢獻(xiàn)有1規(guī)范基于主題的發(fā)布訂閱系統(tǒng)中的流程建模方式，提出流程定義元模型BPMM在此基礎(chǔ)上，提出一套文本語(yǔ)言BPDL用于描述流程流程規(guī)則以BPDL的形式被記錄在配置文件中，以達(dá)到分離流程定義與流程控制、方便流程規(guī)則的靈活調(diào)整的目的。2提出中間件層的流程控制機(jī)制，為基于發(fā)布訂閱的分布式系統(tǒng)提供一個(gè)通用的流程控制框架。使用該流程控制機(jī)制，中間件可在無(wú)需對(duì)應(yīng)用組件提出額外要求的情況下，對(duì)系統(tǒng)中流動(dòng)的消息進(jìn)行合法性判斷和處理設(shè)計(jì)了流程控制框架的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了流程規(guī)則配置和流程控制的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)機(jī)制，在保障流控功能正確有效的前提下，盡量減少對(duì)中間件性能的影響。3基于信息集成管理軟件實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證可配置流程控制機(jī)制，對(duì)集成后的軟件進(jìn)行功能和性能測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，論文提出的流程控制機(jī)制可有效防止錯(cuò)誤流程運(yùn)行。

簡(jiǎn)介：隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以及嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)代過(guò)程控制儀表正向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用使過(guò)程控制儀表突破了傳統(tǒng)通信方式對(duì)時(shí)間和距離的限制，使得在相對(duì)較大的范圍內(nèi)通信變得十分容易。嵌入式技術(shù)的應(yīng)用使過(guò)程控制儀表的集成度更高，對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力更強(qiáng)，能夠提供良好的人機(jī)界面，同時(shí)具有可編程性，使用起來(lái)也更加靈活、有效、人性化。本文通過(guò)對(duì)過(guò)程控制儀表的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)的研究，設(shè)計(jì)了一種基于ARM的現(xiàn)場(chǎng)總線過(guò)程控制儀表平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱控制儀表平臺(tái)）?？刂苾x表平臺(tái)可以測(cè)量多種過(guò)程參量，通過(guò)軟件定制并搭接少量外圍電路就可以構(gòu)成相應(yīng)的過(guò)程控制儀表，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、流量、壓力、液位、濃度等過(guò)程參量的檢測(cè)與控制。本文主要的工作內(nèi)容如下首先，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以及嵌入式技術(shù)有了詳細(xì)了解的基礎(chǔ)上，對(duì)控制儀表平臺(tái)的硬件進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，主要包括ARM控制器模塊、過(guò)程輸入輸出通道、開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道、輸入按鍵、顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、CAN總線模塊、RS485總線模塊以及PROFIBUSDP通訊模塊。其次，對(duì)控制儀表平臺(tái)的各個(gè)模塊的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)ΜCOSⅡ操作系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并詳細(xì)給出了其在STM32上的移植過(guò)程，同時(shí)設(shè)計(jì)了各模塊相應(yīng)的程序代碼與程序流程圖。最后，以溫度控制為例，將PID控制算法應(yīng)用于控制儀表平臺(tái)，進(jìn)行了針對(duì)電加熱箱的溫度控制實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。本控制儀表平臺(tái)基于ARM進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具有集成度高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、支持通信方式種類(lèi)多、功耗較低等優(yōu)點(diǎn)。該控制儀表平臺(tái)的研究，重點(diǎn)解決了儀表網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)的問(wèn)題，所設(shè)計(jì)的PROFIBUSDP標(biāo)準(zhǔn)的儀表平臺(tái)，對(duì)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化過(guò)程控制儀表的開(kāi)發(fā)提供了一種先進(jìn)的方案。

簡(jiǎn)介：智能電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要應(yīng)用在保護(hù)、測(cè)控等保證電網(wǎng)安全運(yùn)行等方面隨著國(guó)家電網(wǎng)智能無(wú)人值班變電站的普及變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展全面促進(jìn)了變電站技術(shù)和運(yùn)行管理水平的提高智能變電站對(duì)安全防護(hù)的遠(yuǎn)程控制也是實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站的必要功能。本文對(duì)變電站安全防護(hù)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。首先對(duì)現(xiàn)有的變電站安全防護(hù)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了研究。其次設(shè)計(jì)了智能變電站遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案包括系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方案、主要功能的設(shè)計(jì)溫度測(cè)量模塊的設(shè)計(jì)、GSM通信功能模塊的設(shè)計(jì)、通信功能的設(shè)計(jì)和信息采集控制功能的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)駐馬店地區(qū)無(wú)人值班變電站的實(shí)際情況在OPEN3000軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究有關(guān)安全防護(hù)相關(guān)拓展功能對(duì)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班遠(yuǎn)程控制門(mén)禁系統(tǒng)的可行性進(jìn)行了分析開(kāi)發(fā)了無(wú)人值班遠(yuǎn)程控制門(mén)禁遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括其總體設(shè)計(jì)、信號(hào)發(fā)射裝置的設(shè)計(jì)、遙控控制裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)以及遠(yuǎn)程控制軟件的設(shè)計(jì)。將該系統(tǒng)應(yīng)用在智能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中成為其拓展功能。最后在駐馬店地區(qū)金橋無(wú)人值班變電站中應(yīng)用了智能變電站遠(yuǎn)程控制門(mén)禁系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行證明該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能該系統(tǒng)為運(yùn)行值班人員提供更加便利的管理環(huán)境、提高了工作效率、節(jié)省了車(chē)輛的油耗。

簡(jiǎn)介：國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)“竹827國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文掛太墮廑暹金鎏斜拉疊全過(guò)猩監(jiān)控史的遲羞控趔密級(jí)公開(kāi)年級(jí)三雯雯』∑級(jí)姓名謝明圭申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別王堂亟專業(yè)楹粱墨隧道王猩指導(dǎo)老師B二查數(shù)援二零一一年五月十日西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)，7本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1保密口，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)；2不保密∥使用本授權(quán)書(shū)。請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打‘‘、／”學(xué)位論文作者虢評(píng)暇占指鍘讎J、一立日期矽，／5孑。日期2_TOFF萬(wàn)弓礦