【摘要】：納米鐵粉由于其在磁、光、電、敏感等方面具備的特殊性質(zhì),目前已廣泛應(yīng)用于磁記錄、氣敏元件、光吸收材料、高效催化等領(lǐng)域。本文通過分析納米鐵粉電熱分解工藝流程和納米鐵粉電熱分解爐的結(jié)構(gòu)組成,闡述了分解爐溫度控制的重要性和變工況約束的必要性。納米鐵粉電熱分解爐按工藝要求由四段分區(qū)級聯(lián)而成。納米鐵粉電熱分解時各段分區(qū)溫度相互耦合,目前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)納米鐵粉多憑借經(jīng)驗(yàn)手動給定各分區(qū)溫度,并無相應(yīng)的溫度預(yù)測技術(shù)。再者,國內(nèi)生產(chǎn)廠商采用各分區(qū)分體單獨(dú)控制器,不能協(xié)調(diào)控制,導(dǎo)致納米鐵粉生產(chǎn)線能耗居高不下,且分解爐溫度控制精度低,納米鐵粉成品質(zhì)量不能盡如人意。為實(shí)現(xiàn)納米鐵粉電熱分解變工況控制,本文基于吉恩鎳業(yè)100噸/年納米鐵粉生產(chǎn)線,進(jìn)行了如下研究:首先,基于T-S模糊思想與自適應(yīng)粒子群優(yōu)化極限學(xué)習(xí)機(jī)(SAPSO-ELM)建立納米鐵粉電熱分解爐變工況溫度預(yù)測模型,并對該模型的預(yù)測效果進(jìn)行檢驗(yàn),驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性和泛化性。其次,基于級聯(lián)PID控制的基本思想,并引入增量式數(shù)字PID作為納米鐵粉電熱分解爐溫度控制系統(tǒng)的控制器,構(gòu)建分解爐溫度控制系統(tǒng)。對該系統(tǒng)進(jìn)行仿真檢驗(yàn),仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)具有較好的控制效果。最后,分析了納米鐵粉電熱分解集散控制系統(tǒng)(DCS)的基本結(jié)構(gòu),對本文所建立的納米鐵粉電熱分解爐溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì)�；诒疚牡难芯砍晒�,從工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用出發(fā),基于VC++6.0平臺的MFC圖形化編程開發(fā)了納米鐵粉電熱分解爐溫度控制軟件。基于T-S模糊和SAPSO-ELM建立的納米鐵粉電熱分解爐變工況溫度預(yù)測模型可以有效反映出分解爐工況變化情況,并對分解爐溫度進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測�；诩壜�(lián)PID控制建立的納米鐵粉電熱分解爐溫度控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多段分區(qū)的協(xié)調(diào)控制,解決了系統(tǒng)各段控溫耦合的問題。
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TF37
【圖文】：

研 究 生 學(xué) 位 論 文國內(nèi)外現(xiàn)狀上能夠生產(chǎn)納米鐵粉的國家僅有德國、中國、俄羅斯生產(chǎn)結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示。2014 年全球納米鐵粉產(chǎn)量約000 噸，美國約為 1000 噸，中國約為 1200 噸，俄羅斯德國巴斯夫公司（BSF）生產(chǎn)的納米鐵粉品質(zhì)最佳，處于壟斷地位。因此，德國在全球納米鐵粉生產(chǎn)領(lǐng)域

圖 1-1 2014 年全球納米鐵粉生產(chǎn)結(jié)構(gòu)圖納米鐵粉消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖如圖 1-2 所示[12]，目前全球納歐洲以及亞太地區(qū)。其中美國為最大的納米鐵粉消 噸，占全球消費(fèi)總量的 47%。歐洲為第二大消費(fèi)區(qū)左右，占全球消費(fèi)總量的 23%。亞太地區(qū)則為第三 1800 噸，占全球消費(fèi)總量的 20%。但隨著粉末冶金粉年需求量正呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。

研 究 生 學(xué) 位 論 文第 2 章 納米鐵粉電熱分解爐分析2.1 納米鐵粉制備原理本文基于吉恩鎳業(yè)公司 100 噸/年納米鐵粉生產(chǎn)線為研究背景，以納米鐵粉電熱分解爐熱解過程為研究對象。與目前國內(nèi)外主流納米鐵粉生產(chǎn)廠商類似，吉恩鎳業(yè)公司同樣采用熱解羰基鐵法制備納米鐵粉。整個制備過程如圖 2-1 所示，大致可分為氣相合成、電熱分解和提純等步驟。

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙宇晗;;納米技術(shù)在建筑材料中的發(fā)展與應(yīng)用[J];四川水泥;2016年04期

2 崔琳;劉臻龍;郭世宇;;微波輔助制備Fe/Fe_3O_4/ZnO納米復(fù)合物及其吸波性能[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2015年09期

3 王軒;朱冬梅;向耿;周萬城;羅發(fā);周影影;;羰基鐵吸收劑的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年23期

4 馬斌;;對目前MATLAB的串級PID控制系統(tǒng)分析[J];科技與企業(yè);2014年14期

5 唐思琪;雷福偉;黃永光;丁金華;劉文興;;羰基鐵粉的回轉(zhuǎn)爐還原工藝研究[J];粉末冶金技術(shù);2014年03期

6 陳心怡;吳志光;;數(shù)字式PID控制器的研究與設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程師;2014年05期

7 穆冀里;蔣武鋒;董建君;郝素菊;張玉柱;;納米鐵粉的制備方法研究[J];粉末冶金工業(yè);2014年02期

8 蔣桂萍;;RS485串行通訊在DCS和PLC系統(tǒng)之間的應(yīng)用[J];河北冶金;2014年02期

9 賈成廠;柳學(xué)全;李一;;羰基鐵粉及其應(yīng)用[J];金屬世界;2014年01期

10 劉文龍;;基于T-S模糊模型的多變量非線性預(yù)測控制[J];電子測量與儀器學(xué)報(bào);2013年10期

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1 白雪梅;樹脂改性納米鐵修復(fù)鉛污染地下水的研究[D];吉林大學(xué);2015年

2 趙東龍;羰基鐵電熱分解器溫度控制系統(tǒng)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2015年

3 張健;納米鐵粉生產(chǎn)裝置中蒸發(fā)器流量控制技術(shù)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2015年

4 劉玲玲;PID參數(shù)整定技術(shù)的研究及應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2010年

本文編號：2780573