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(dá)到最佳的工作狀態(tài)。本文根據(jù)鋁電解過程的復(fù)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(jìn)行控制,使氧化鋁濃度維持在理想范圍內(nèi),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(jié)合模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的特點,設(shè)計了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(nèi)氧化鋁的濃度,使得氧化鋁濃度保持在理想范圍之內(nèi),從而達(dá)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(luò)預(yù)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(shè)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(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)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(nèi)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?fàn)顩r
            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(shù)概述
        1.2.1 鋁電解計算機控制技術(shù)的發(fā)展概況
        1.2.2 鋁電解計算機控制技術(shù)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(yīng)機理
    2.2 鋁電解槽結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)
        2.2.1 鋁電解槽結(jié)構(gòu)
        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(yīng)
        2.3.2 冷/熱槽故障
    2.4 出鋁
    2.5 本章小結(jié)
第三章 鋁電解正常工作狀態(tài)控制器設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)設(shè)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(shè)計
    3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特點
        3.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及優(yōu)點簡介
        3.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類
        3.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)規(guī)則
    3.4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)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(xué)習(xí)算法
    3.5 仿真實驗
    3.6 本章小結(jié)
第四章 出鋁及故障時控制器設(shè)計
    4.1 控制器模型的提出
        4.1.1 預(yù)測控制
        4.1.2 系統(tǒng)參數(shù)選擇
    4.2 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制器設(shè)計
        4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
        4.2.2 控制器模型設(shè)計
            4.2.2.1 Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
            4.2.2.2 Elman網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法
        4.2.3 預(yù)測模型設(shè)計
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 鋁電解控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 鋁電解控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜述
    5.2 鋁電解控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
        5.2.1 系統(tǒng)原理介紹
        5.2.2 開關(guān)量輸入/輸出通道設(shè)計
        5.2.3 模擬量輸入/輸出通道設(shè)計
    5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.4 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
        5.4.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
        5.4.2 智能槽控機硬件設(shè)計
        5.4.3 管理系統(tǒng)設(shè)計
            5.4.3.1 管理系統(tǒng)功能介紹
            5.4.3.2 登陸窗口設(shè)計
            5.4.3.3 鋁電解計算機管理系統(tǒng)設(shè)計
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺述氧化鋁質(zhì)量對鋁電解過程的影響[J]. 王生寧,段中波,洪亞旭.  酒鋼科技. 2015(02)
[2]新型智能槽控機的開發(fā)和應(yīng)用[J]. 魏清漢,王振偉,王德全,劉傳國.  有色冶金節(jié)能. 2014(05)
[3]同心協(xié)力,共筑中國鋁工業(yè)強國夢——紀(jì)念新中國鋁工業(yè)投產(chǎn)60周年[J]. 康義.  輕金屬. 2014(09)
[4]陰極材料組織對鋁電解鈉滲透過程的影響[J]. 王維,谷萬鐸.  材料熱處理學(xué)報. 2014(07)
[5]基于混合EHMM模型的數(shù)據(jù)流預(yù)測[J]. 丁勇,朱輝生,曹紅根.  計算機科學(xué). 2014(S1)
[6]電解鋁行業(yè)清潔生產(chǎn)案例分析及推行建議[J]. 沈忱,周長波,李旭華,裴倩倩,朱寧芳,李梓,黨春閣,方剛.  環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報. 2014(03)
[7]一種改進(jìn)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在小圖像分類中的應(yīng)用研究[J]. 呂剛,郝平,盛建榮.  計算機應(yīng)用與軟件. 2014(04)
[8]廣義動態(tài)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鋁電解預(yù)測中的研究與仿真[J]. 曾水平,倪亞超.  冶金自動化. 2014(01)
[9]基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無軸承異步電機控制[J]. 楊澤斌,汪明濤,孫曉東.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2014(02)
[10]鋁電解過程中R-C曲線的理論分析[J]. 曹阿林,曹斌,易小兵,李劼.  有色金屬(冶煉部分). 2013(12)

博士論文
[1]基于鋁電解槽熱平衡分析的氟化鋁添加量控制策略研究[D]. 黃涌波.中南大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁電解過程溫度控制[D]. 倪亞超.北方工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器設(shè)計及優(yōu)化[D]. 李楊.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]鋁電解故障診斷的智能方法研究[D]. 吳昊.沈陽建筑大學(xué) 2013
[4]鋁電解槽焙燒控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究[D]. 張旭東.北方工業(yè)大學(xué) 2012
[5]鋁電解氧化鋁加料控制技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 陳廣其.沈陽建筑大學(xué) 2012
[6]預(yù)焙鋁電解槽電解溫度預(yù)測模型的研究[D]. 姚明星.中南大學(xué) 2011
[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(yīng)用研究[D]. 顧苑婷.上海交通大學(xué) 2007
[8]小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與BP網(wǎng)絡(luò)的比較研究及應(yīng)用[D]. 馮再勇.成都理工大學(xué) 2007
[9]大型預(yù)焙鋁電解槽工藝技術(shù)條件優(yōu)化試驗[D]. 張明謙.蘭州理工大學(xué) 2006
[10]基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)的控制站[D]. 梁瑋.山東大學(xué) 2006



本文編號：3061755