發(fā)布時間：2021-03-03 18:50

　　鋁電解過程是一個非線性、多耦合、時變和大時滯的工業(yè)體系,強電場、強磁場、強熱場交互干擾,故障發(fā)生頻繁,現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣,使得控制難度極大,單一模式的控制方式很難使鋁電解槽達到最佳的工作狀態(tài)。本文根據(jù)鋁電解過程的復雜特點,提出了鋁電解多模式的控制策略,即根據(jù)鋁電解過程正常、故障及出鋁時不同的工作狀態(tài),采用不同的控制策略。通過對氧化鋁加料時間和加料速率進行控制,使氧化鋁濃度維持在理想范圍內,從而使電解槽保持最佳的工作狀態(tài)。主要做了以下幾個方面工作：首先,在鋁電解正常工作狀態(tài)下,結合模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制的特點,設計了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制器,通過控制氧化鋁的下料裝置,來改變氧下料速度從而來改變槽內氧化鋁的濃度,使得氧化鋁濃度保持在理想范圍之內,從而達到優(yōu)化控制目的。再次,由于出鋁和故障時,鋁電解系統(tǒng)的各項參數(shù)與正常工作狀態(tài)相比會發(fā)生較大的變化,而正常工作狀態(tài)下的控制器難以對此時的系統(tǒng)實現(xiàn)良好的控制,為此,我們采用了小波神經(jīng)網(wǎng)絡預測控制器,依據(jù)鋁電解系統(tǒng)的不同工作狀態(tài)采用不同的控制策略——鋁電解系統(tǒng)多模式的控制策略的實現(xiàn)。仿真實驗驗證了控制的可行性和優(yōu)越性。最后,設計了鋁電解系統(tǒng)的硬件接口電路,包... 

【文章來源】：沈陽建筑大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景
        1.1.1 鋁電解的生產(chǎn)原理
        1.1.2 國內外鋁電解行業(yè)發(fā)展概況
            1.1.2.1 我國目前鋁電解行業(yè)發(fā)展狀況
            1.1.2.2 國外鋁電解發(fā)展情況
    1.2 鋁電解計算機控制技術概述
        1.2.1 鋁電解計算機控制技術的發(fā)展概況
        1.2.2 鋁電解計算機控制技術的現(xiàn)實意義
    1.3 本課題研究的目的及意義
    1.4 本論文的工作思路
    1.5 本論文的主要工作
第二章 鋁電解過程工藝特點
    2.1 鋁電解的反應機理
    2.2 鋁電解槽結構及工藝參數(shù)
        2.2.1 鋁電解槽結構
        2.2.2 鋁電解槽系列及工作原理
        2.2.3 主要工藝參數(shù)
    2.3 鋁電解過程中常見故障
        2.3.1 陽極效應
        2.3.2 冷/熱槽故障
    2.4 出鋁
    2.5 本章小結
第三章 鋁電解正常工作狀態(tài)控制器設計
    3.1 系統(tǒng)設計概述
    3.2 模糊控制原理
        3.2.1 模糊控制簡介
        3.2.2 鋁電解系統(tǒng)中模糊控制器設計
    3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡特點
        3.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡及優(yōu)點簡介
        3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡分類
        3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡的學習規(guī)則
    3.4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制器設計
        3.4.1 控制器模型建立
        3.4.2 確定控制器模糊規(guī)則
        3.4.3 學習算法
    3.5 仿真實驗
    3.6 本章小結
第四章 出鋁及故障時控制器設計
    4.1 控制器模型的提出
        4.1.1 預測控制
        4.1.2 系統(tǒng)參數(shù)選擇
    4.2 小波神經(jīng)網(wǎng)絡預測控制器設計
        4.2.1 系統(tǒng)結構圖
        4.2.2 控制器模型設計
            4.2.2.1 Elman神經(jīng)網(wǎng)絡
            4.2.2.2 Elman網(wǎng)絡學習算法
        4.2.3 預測模型設計
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小結
第五章 鋁電解控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
    5.1 鋁電解控制系統(tǒng)結構綜述
    5.2 鋁電解控制系統(tǒng)硬件電路設計
        5.2.1 系統(tǒng)原理介紹
        5.2.2 開關量輸入/輸出通道設計
        5.2.3 模擬量輸入/輸出通道設計
    5.3 控制系統(tǒng)軟件設計
    5.4 網(wǎng)絡控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
        5.4.1 系統(tǒng)的總體結構
        5.4.2 智能槽控機硬件設計
        5.4.3 管理系統(tǒng)設計
            5.4.3.1 管理系統(tǒng)功能介紹
            5.4.3.2 登陸窗口設計
            5.4.3.3 鋁電解計算機管理系統(tǒng)設計
    5.5 本章小結
第六章 結論
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
作者簡介
作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]同心協(xié)力,共筑中國鋁工業(yè)強國夢——紀念新中國鋁工業(yè)投產(chǎn)60周年[J]. 康義.  輕金屬. 2014(09)
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博士論文
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碩士論文
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[7]工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場總線在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)上的應用研究[D]. 顧苑婷.上海交通大學 2007
[8]小波神經(jīng)網(wǎng)絡與BP網(wǎng)絡的比較研究及應用[D]. 馮再勇.成都理工大學 2007
[9]大型預焙鋁電解槽工藝技術條件優(yōu)化試驗[D]. 張明謙.蘭州理工大學 2006
[10]基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術的控制站[D]. 梁瑋.山東大學 2006



本文編號：3061755