簡介：長春工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要分子蒸餾蒸發(fā)過程具有多變量、強耦合、大時滯的特點，其自動控制系統(tǒng)的多個控制回路同時工作時，所有回路間具有強烈的耦合特性，互相作用。這種耦合作用直接影響到分子蒸餾蒸發(fā)過程的控制品質(zhì)和穩(wěn)定性。本文通過建立被控對象的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計解耦控制系統(tǒng)的方法以減小多個控制回路之間的相互作用，提高分子蒸餾蒸發(fā)過程的控制性能和穩(wěn)定性。為有效分析分子蒸餾系統(tǒng)中的蒸發(fā)環(huán)節(jié)，本文提出了一種帶有延遲環(huán)節(jié)的多變量系統(tǒng)參數(shù)辨識方法。采取將多變量系統(tǒng)辨識問題轉(zhuǎn)化為多個單變量系統(tǒng)辨識問題的思想，對辨識問題進行簡化，并給出了該思想的依據(jù)。依據(jù)階躍激勵信號下被辨識過程的響應(yīng)數(shù)據(jù)建立關(guān)系式組，并應(yīng)用辛普森SIMPSON積分公式得到了關(guān)系式組中未知系數(shù)，通過對該關(guān)系式組的求解最終獲得蒸發(fā)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣。仿真及實際過程中的應(yīng)用表明，采用的辨識方法具有較強的可實踐性，及良好的辨識效果。本文采用對角陣解耦法對兩輸入、兩輸出分子蒸餾蒸發(fā)過程進行解耦，并得出了分子蒸餾蒸發(fā)過程解耦補償器的傳遞函數(shù)矩陣，通過該解耦補償器可使得本文研究的分子蒸餾蒸發(fā)過程的傳遞函數(shù)矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚蔷仃?，從而解除兩個控制回路之間的耦合，使分子蒸餾蒸發(fā)過程實現(xiàn)完全解耦。針對解耦后等效過程設(shè)計內(nèi)?？刂破?，將解耦器中的時滯項做了近似處理，再對近似后的解耦環(huán)節(jié)利用MACLAURIN公式展開，得到了PID控制器的三個參數(shù)，形成一套完整的多變量系統(tǒng)的解耦控制方案。利用該方法對本文第三章解耦后分子蒸餾系統(tǒng)進行了驗證，試驗結(jié)果表明通過該方法得到的控制器具有良好的抗干擾性能和良好的魯棒性。且本文提供的控制器的設(shè)計步驟簡潔明了，方便于工程應(yīng)用軟件實現(xiàn)。用C語言在ADSL2平臺上編寫了可在基于X86架構(gòu)CPU的PC上運行的解耦控制軟件，該軟件實現(xiàn)了對一個兩輸入兩輸出過程的解耦環(huán)節(jié)及控制器參數(shù)的全自動計算的功能。關(guān)鍵詞分子蒸餾系統(tǒng)辨識對角陣解耦內(nèi)模控制長春工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文SOFTWAREREALIZATIONUSINGCLANGUAGETOWRITETHEDECOUPLINGCONTROLSOFTWAREBASEDONADS12WHICHCALLRUNINTHEPCOPERATIONOFX86FRAMEWORKBASEDONCPUTHISSOFTWAREHASREALIZEDTHEAUTOMATICCALCULATIONFUNCTIONFORINTERNALMODELPIDCONTROLLERPARAMETERSANDTWOINPUTANDTWOOUTPUT’SDECOUPLINGPROCESSKEYWORDSMOLECULARDISTILLATIONSYSTEMIDENTIFICATIONDIAGONALMATRIXDECOUPLINGINTERNALMODELCONTROLIII

簡介：水果深加工不僅有利于提高農(nóng)民的收入，而且有益于節(jié)約資源，利用資源。鑒于水果的易腐壞性，機械化水果深加工成為必然，其中較有代表性的是單軸對稱水果切分去核。單軸對稱水果機械化切分去核步驟一般分為選料分級清洗定向切分和去核，整個過程中重點難點在于定向，定向的效果直接決定切分去核工作成敗。水果在定向輸送過程中的機械原理水果由隨機狀態(tài)漸漸轉(zhuǎn)化成定向狀態(tài)主要依靠底部輸送帶摩擦力和兩邊側(cè)向夾持帶的摩擦力及壓力共同作用，進入裝置的水果主要由底部輸送帶的摩擦力帶動向前，同時漸漸變窄的兩邊側(cè)向夾持帶因與底部輸送帶有速度差，從而迫使水果繞自身中心軸快速旋轉(zhuǎn)，在此過程中，水果同時有直線運動和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，最終水果將實現(xiàn)定向。目前，對于定向問題的深入研究主要涉及航空航天等高科技領(lǐng)域，其中理論知識包括運動穩(wěn)定性、高等動力學(xué)、航天器控制動力學(xué)和多體系統(tǒng)動力學(xué)等眾多領(lǐng)域，但國內(nèi)外有關(guān)于這方面的農(nóng)業(yè)機械化研究和水果深加工的科研成果甚少。鑒于此種情況，水果定向的研究在農(nóng)業(yè)工程自動化過程中和水果深加工領(lǐng)域的運用大有裨益，而且有利于提高生產(chǎn)效率。但因水果種類不同，水果切分往往需要不斷地試驗才能得到適合的力矩和穩(wěn)定的效果，正因為如此，就需要對水果定向問題進行兩個方面的研究，即穩(wěn)定性探討和控制力矩研究。本文以杏果為例，結(jié)合杏果在定向輸送通道中運動情況，合理簡化和分析其在此過程中的受力狀態(tài)，借助高等動力學(xué)運動理論建立系統(tǒng)的非線性歐拉動力學(xué)微分方程，且利用四元數(shù)轉(zhuǎn)換不同坐標(biāo)系間角速度，并將歐拉動力學(xué)微分學(xué)方程轉(zhuǎn)換成姿態(tài)差動力學(xué)方程，成功構(gòu)造控制力矩矩陣，利用LYAPUNOV函數(shù)證明其能確保姿態(tài)差動力學(xué)方程達到穩(wěn)定；將羅德里格參數(shù)應(yīng)用于歐拉動力學(xué)微分方程，并推導(dǎo)出控制力矩矩陣。其次，通過建立SIMULINK仿真對該非線性系統(tǒng)進行模擬，對所設(shè)的控制力矩矩陣正確性進行分析判斷，并得到理論上的控制力矩穩(wěn)定值；通過運用正交實驗法，設(shè)定通道入口寬度、輸送帶和夾持帶的速度差及杏果尺寸為對定向成功率影響因素，利用高速攝像機收集杏果運動高清圖像，結(jié)合動態(tài)應(yīng)變儀記錄彈簧片應(yīng)變數(shù)據(jù)，統(tǒng)計整理實驗數(shù)據(jù)得到實際控制力矩，與仿真結(jié)果對比分析，獲得定向成功率高的實驗組的控制力矩與仿真理論值基本吻合，最終得出當(dāng)控制力矩為160NMM時是杏子的最佳定向參數(shù)。通過理論分析、模擬仿真和實驗驗證發(fā)現(xiàn)本文建立的控制力矩是合理的，當(dāng)給定水果尺寸等參數(shù)，可以通過計算得到最佳的控制力矩，由此為改進實驗設(shè)備提供必要理論依據(jù)。

簡介：化工產(chǎn)業(yè)在我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，而精餾過程又是化工中比較常見的生產(chǎn)過程。精餾過程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非線性比較強，而且具有大滯后的特點。因此控制起來尤為困難。預(yù)測控制是一種先進的控制技術(shù)，它可以對生產(chǎn)過程挖掘增效，使裝置保持在高效、經(jīng)濟的運行狀態(tài)。預(yù)測控制（MPCMODELPREDICTIVECONTROL）的思想產(chǎn)生于1970S，經(jīng)歷了四十多年的研究與運用，其已經(jīng)獲得了很大的進展。預(yù)測控制算法被稱為最有前途的控制算法之一，它的發(fā)展和應(yīng)用相當(dāng)樂觀，適用于控制精餾單元這種復(fù)雜的化工過程。控制器的設(shè)計是MPC最重要環(huán)節(jié)其參數(shù)的選取和控制效果的好壞有著密不可分的關(guān)系。MPC控制器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各個參數(shù)之間互相影響，導(dǎo)致其參數(shù)整定較為困難。人工免疫克隆選擇算法CSACLONALIONALGITHM是近幾年提出的一種全局優(yōu)化的智能算法，在搜索尋優(yōu)中得到廣泛研究，可以利用其處理參數(shù)整定問題，進而比較精準(zhǔn)地控制精餾過程，提高生產(chǎn)過程的產(chǎn)品純度，降低能耗。本文針對精餾過程，采用基于CSA的預(yù)測控制算法對其進行控制研究。本文的工作內(nèi)容主要如下（1）構(gòu)建基于克隆選擇的預(yù)測控制算法。介紹了該算法的思想、流程和以及實現(xiàn)步驟。（2）針對控制過程的干擾問題，設(shè)計了觸發(fā)函數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)干擾時，觸發(fā)克隆選擇算法重新調(diào)整控制器參數(shù)，否則不觸發(fā)。由于CSA是個不斷迭代尋優(yōu)的過程，比較耗時。觸發(fā)機制可以使系統(tǒng)只在出現(xiàn)干擾時才觸發(fā)克隆選擇算法重新尋優(yōu)，以避免CSA不斷迭代尋優(yōu)帶來的時間成本。（3）根據(jù)實驗室裝置CS5000建立了基于精餾過程的數(shù)學(xué)模型，并且進行了模擬仿真為預(yù)測控制過程中構(gòu)建預(yù)測模型做好準(zhǔn)備。（4）將1中算法在連續(xù)攪拌反應(yīng)釜CSTRCONTINUOUSSTIRREDTANKREACT、精餾仿真模型等多個對象上進行控制，實驗結(jié)果證明了該算法的有效性。最后，將基于克隆選擇的預(yù)測控制算法應(yīng)用于實際的精餾平臺CS5000上，實踐證明，該算法提高了產(chǎn)品的精度、降低了能耗。

簡介：微波作為一類新型能量載體已經(jīng)在食品、化工、冶金及材料等眾多領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價值。相比于傳統(tǒng)的加熱過程，微波能夠容易地穿透大部分介電媒質(zhì)，在與媒質(zhì)相互作用的同時直接生成體積熱，具有卓越的節(jié)能、省時和環(huán)保特性。隨著節(jié)能減排的全球化理念深入人心，微波能技術(shù)已經(jīng)吸引越來越多科學(xué)家、工程師的重視，并作為一種新型熱工手段，對各類涉及熱處理行業(yè)的技術(shù)改造與設(shè)備更新造成了極大地沖擊。但由于對微波與媒質(zhì)相互作用的機理不夠熟悉，常導(dǎo)致在不匹配的微波輻射下，被加熱媒質(zhì)會出現(xiàn)受熱不均。若缺乏有效的調(diào)控策略，局部過熱現(xiàn)象將會進一步加劇，并有可能引發(fā)燃燒、爆炸等熱失控THERMALRUNAWAY現(xiàn)象，進而毀壞磁控管、傳輸線以及被加熱媒質(zhì)，無法保證微波源安全、高效及可靠的應(yīng)用。而解決上述問題的有效措施之一則是在深入分析微波加熱動態(tài)過程的基礎(chǔ)上，輔以不同區(qū)域的檢測信息，設(shè)計合理的功率調(diào)節(jié)策略，以實現(xiàn)期望的全局局部溫升曲線。本論文在973計劃子課題“基于負載特性的微波源實時智能控制理論與關(guān)鍵技術(shù)”支持下，主要圍繞微波加熱過程中“建模”及“控制”兩大關(guān)鍵性問題展開研究，探尋多物理場自身演化機理與相互耦合規(guī)律，構(gòu)建具有明確耗散功率的微波加熱溫度模型，改進譜迦遼金法，提出有限維微波加熱ODE溫度模型及其耦合算法并設(shè)計輸入受限的滾動時域魯棒溫度譜溫度跟蹤控制策略，以實現(xiàn)微波加熱過程中熱失控的抑制，其主要研究工作及相關(guān)成果包括如下幾個方面①針對微波加熱介電媒質(zhì)的耦合原理，將微波加熱溫度模型劃分為電磁場及熱動力學(xué)場子模型兩大部分，并運用數(shù)學(xué)語言分別對多物理場自身演化與相互耦合機理進行刻畫。其中，媒質(zhì)內(nèi)部熱傳導(dǎo)、邊界熱對流以及能量轉(zhuǎn)化的過程利用一類具有非齊次項的拋物線型偏微分方程（PDE）模型進行表征。而“熱電磁”時空耦合過程需要在深入分析電磁傳播機理的基礎(chǔ)上，分別針對介電常數(shù)不隨隨溫度變化情形，將傳統(tǒng)的主模分析法和空間離散法進行推廣，構(gòu)建出具有明確耗散功率的微波加熱溫度模型。②空間微分算子無限維特征和非齊次NEUMANN邊界條件的約束導(dǎo)致難以基于機理模型設(shè)計控制器。針對這一障礙，論文首先從理論上分析非齊次NEUMANN邊界條件的穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)特征，推導(dǎo)出具有齊次NEUMANN邊界條件的等價PDE模型。并以此為基礎(chǔ)，利用特征譜分解與迦遼金截斷的特性，提出適合于控制設(shè)計的有限維微波加熱常微分方程（ODE）近似溫度模型。并圍繞微波加熱德拜媒質(zhì)數(shù)值仿真中多物理場子模型間網(wǎng)格化與非網(wǎng)格化的沖突，借助空間離散局部反饋信息，提出時變電磁子模型與有限維ODE模型串行求解策略，為控制器設(shè)計奠定堅實的基礎(chǔ)。③以有限維ODE溫度模型為基礎(chǔ)，首先研究在熱點區(qū)域未知情形下的跟蹤控制策略，利用未受擾動的期望模型，將模型跟蹤問題轉(zhuǎn)化成誤差鎮(zhèn)定問題。并在線性矩陣不等式（LMI）多目標(biāo)優(yōu)化框架下，圍繞微波加熱德拜與非德拜媒質(zhì)過程中輸入受限的有界擾動抑制問題進行分析，融合魯棒優(yōu)化理論，分別提出滾動時域H∞與改進型滾動時域H∞溫度譜跟蹤策略。進一步，為了提高閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)性能并減弱輸入抖振，以H∞增益與保性能函數(shù)兩者結(jié)合的性能指標(biāo)為依托，提出滾動時域H∞保性能溫度譜跟蹤控制策略。④針對熱點區(qū)域已知的微波加熱過程作為研究對象，利用期望的溫升曲線，對監(jiān)測點的最高溫度跟蹤問題進行分析與探討。分別圍繞介電常數(shù)不隨溫度和隨溫度變化兩種情形，構(gòu)建出離散形式的確定型不確定型增廣模型。同樣以H∞增益與保性能函數(shù)作為性能指標(biāo)，將連續(xù)時間域中所設(shè)計的輸入受限魯棒控制策略推廣到離散時間層面，分別提出滾動時域H∞、改進型滾動時域H∞以及滾動時域H∞保性能溫度跟蹤策略。論文中的溫度模型及跟蹤控制策略均通過數(shù)值仿真，進一步驗證所提出算法、策略的有效性和可行性，為保證安全、高效、可靠的微波加熱工業(yè)應(yīng)用提供了嶄新的解決思路與堅實的理論基礎(chǔ)。

簡介：結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀來說，智能儀表設(shè)備在工業(yè)體系中應(yīng)用十分廣泛，尤其是計算機系統(tǒng)的引入之后，成為設(shè)備智能化的關(guān)鍵。在計算機通信發(fā)展早期（DOS系統(tǒng)），遠程控制技術(shù)就已經(jīng)被提出，但由于缺乏可視化支持，并沒有引起重視。發(fā)展至今，遠程控制系統(tǒng)已經(jīng)具有巨大的應(yīng)用市場，一方面，計算機系統(tǒng)在工業(yè)過程中發(fā)揮了監(jiān)測、分析、控制的功能，另一方面，計算機系統(tǒng)與通信技術(shù)結(jié)合，組成了目前主流的遠程控制系統(tǒng)模式。結(jié)合現(xiàn)狀來說，國內(nèi)主要的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)形式包括現(xiàn)場總線、分布式控制、工業(yè)以太網(wǎng)等，在監(jiān)測層面，則主要包括虛擬技術(shù)、GPIB總線技術(shù)、嵌入式技術(shù)等；要滿足智能儀表設(shè)備遠程控制系統(tǒng)的要求，就必須做好控制網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測技術(shù)的結(jié)合。本論文研究工作基于QT公司生產(chǎn)需求展開，作為一家專業(yè)的流量計生產(chǎn)企業(yè)，QT公司配備了氣體、液體兩種測試矯正系統(tǒng)，同時也開發(fā)設(shè)計小型儀表設(shè)備遠程控制系統(tǒng)；QT公司作為一家中小型企業(yè)，自身的資源條件有限，在展開智能儀表設(shè)備遠程控制系統(tǒng)開發(fā)中，為了降低成本、減少后期維護，提出了符合規(guī)模小、成本低、抗干擾能力強等要求，這就要求所使用的技術(shù)具有較高的耦合性，如實現(xiàn)IO方式的多樣性以及方式的便捷性。基于嵌入式技術(shù)展開智能儀表設(shè)備遠程控制系統(tǒng)的背景、現(xiàn)狀、目的、意義等研究，主要的研究內(nèi)容為遠程控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，結(jié)合QT公司的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊情況，采取UMLRT以及PLATFROM相結(jié)合的方法，并按照相關(guān)要求展開系統(tǒng)測試工作。論文主要研究內(nèi)容包括了三個方面，首先針對遠程控制系統(tǒng)的相關(guān)模塊及技術(shù)要求進行分析，主要采用的是文獻研究法，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫和圖書館資料的廣泛收集，針對功能模塊的需求展開討論，獲取論文研究對象相符合的所有內(nèi)容。其次是研究對象的準(zhǔn)備部分，一方面實現(xiàn)對該系統(tǒng)的需求分析，及了解現(xiàn)實中的實用性，另一方面針對軟件系統(tǒng)展開設(shè)計，得到系統(tǒng)整體框架和模塊詳細部分，主要采取了實證研究法，其結(jié)論是該系統(tǒng)的市場應(yīng)用較為廣泛。再次，進行相關(guān)的系統(tǒng)實現(xiàn)和測試，結(jié)果證明該系統(tǒng)的功能可以有效實現(xiàn)，并具有較好的商業(yè)價值。

簡介：國內(nèi)圖書分類號TP273國際圖書分類號6604836工學(xué)碩士學(xué)位論文基于高斯過程的PH中和過程控制研究碩士研究生張惠澤導(dǎo)師王慶超教授申請學(xué)位級別工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)化工過程機械所在單位能源科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期2010年6月授予學(xué)位單位哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要PH值中和反應(yīng)廣泛存在于化工生產(chǎn)過程中，其控制品質(zhì)對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量有重大影響。然而，PH中和反應(yīng)過程是具有典型非線性、時變性和滯后性特點的復(fù)雜過程，針對這些特性很難建立精確的數(shù)學(xué)模型。用常規(guī)的控制方法，無法對反應(yīng)的變化過程做快速的、精確的反應(yīng)，很難對其進行有效控制。而預(yù)測控制理論在對不易建立精確模型且比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程進行控制方面，有著較好的控制效果。與傳統(tǒng)非線性模型相比，高斯過程模型在非線性過程辮識中能夠獲得較好的預(yù)測模型并可以給出預(yù)測不確定性的概率度量。本文基于高斯過程模型對腈綸生產(chǎn)中還原劑NANO3的制備過程中PH值的控制進行建模并對其控制問題進行深入研討。首先，分析了NANO3制備過程中的PH中和反應(yīng)過程的化學(xué)反應(yīng)機理，根據(jù)酸堿中和時離子的反應(yīng)情況以及電平衡方程式來建立針對制備NANO3時的PH中和反應(yīng)過程的機理模型。根據(jù)已建立的機理模型，運用MATLAB中的SIMULINK建立PH中和反應(yīng)過程的仿真模型，并利用該模型對PH中和反應(yīng)過程的非線性特點以及擾動響應(yīng)情況進行了分析。其次，分析了高斯過程模型的結(jié)構(gòu)特點，利用PH中和反應(yīng)過程的輸入輸出數(shù)據(jù)建立高斯過程的協(xié)方差矩陣，然后采用極大似然法和共軛梯度法得到最優(yōu)超參數(shù)，由此得到了PH中和反應(yīng)高斯過程模型。最后，利用辨識得到的高斯過程模型設(shè)計非線性預(yù)測控制器，運用此控制器對被控對象進行實時控制仿真。并與線性模型預(yù)測控制和傳統(tǒng)PID控制方法在控制效果上進行了對比。結(jié)果表明基于高斯過程模型的預(yù)測控制器對于NANO3制配實驗裝置的PH中和過程控制有較快的響應(yīng)時間、較小的超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差，較好地解決了PH值非線性控制的問題。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞PH中和過程；高斯過程模型；參數(shù)估計；預(yù)測控制；

簡介：在帶氧化層鑄件鉆削去重過程中，工件表面硬度較大且鉆頭鋒角變大，造成鉆頭磨損加快，縮短了鉆頭壽命。為了延長在此種情況下的鉆頭壽命，本文開展了以下研究工作①研究了帶氧化層鑄件鉆削過程鉆頭的磨損與切削參數(shù)的關(guān)系。研究帶氧化層鑄件硬度特性和鉆頭特性，分析刀具磨損的原因。采用DEFM3D軟件仿真分析了帶氧化層鑄件鉆削過程中的鉆削力，結(jié)果表明進給量對軸向力影響顯著，而主軸轉(zhuǎn)速對切削扭矩的影響較大。②研究電機電流與切削扭矩、軸向力的關(guān)系，以及切削扭矩、軸向力與切削參數(shù)之間的關(guān)系。通過實驗獲得不同切削參數(shù)下鉆削過程中的主軸電機電流和進給電機電流，得到主軸電機電流與切削扭矩、進給電機電流與軸向力之間的關(guān)系。通過多元回歸分析獲得軸向力和切削扭矩與切削參數(shù)的關(guān)系，從而獲得電機電流與切削參數(shù)之間的間接關(guān)系。為了建立電機電流與切削參數(shù)之間的關(guān)系，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實現(xiàn)切削參數(shù)的預(yù)測。③進行帶氧化層鑄件鉆削自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計和實驗驗證。針對氧化層鑄件鉆削過程設(shè)計以延長刀具壽命為目標(biāo)的自適應(yīng)鉆削控制系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。該系統(tǒng)采用DSP處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型反饋的速度信號，利用輸出脈沖信號控制主軸電機和進給電機。搭建帶氧化層鑄件自適應(yīng)控制系統(tǒng)的實驗平臺，對比分析自適應(yīng)控制前后的電機電流變化，驗證了該控制系統(tǒng)的有效性；通過對比鉆頭耐用度表明該系統(tǒng)可有效提高鉆頭壽命。

簡介：分類號分類號TP399密級密級公開公開專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)位論文論文題目論文題目（中文中文）面向嵌入式開發(fā)的硬件輸入和外部接口面向嵌入式開發(fā)的硬件輸入和外部接口遠程控制系統(tǒng)遠程控制系統(tǒng)論文題目論文題目（外文外文）REMOTECONTROLSYSTEMOFHARDWAREINPUTEXTERNALINTERFACEFEMBEDDEDDEVELOPMENT研究生姓名研究生姓名李飛學(xué)位類別學(xué)位類別工程碩士工程碩士專業(yè)學(xué)位領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位領(lǐng)域電子電子與通信工程通信工程學(xué)位級別位級別碩士校內(nèi)導(dǎo)師姓名校內(nèi)導(dǎo)師姓名、職稱職稱周睿周睿副教授副教授、周慶國周慶國教授教授校外導(dǎo)師單位校外導(dǎo)師單位、姓名姓名深圳經(jīng)緯科技有限公司深圳經(jīng)緯科技有限公司周榮潔周榮潔論文工作起止年月論文工作起止年月2015年09月至月至2017年04月論文提交日期論文提交日期2017年04月論文答辯日期論文答辯日期2017年06月學(xué)位授予日期學(xué)位授予日期校址校址甘肅省蘭州市甘肅省蘭州市I面向嵌入式開發(fā)的硬件輸入和外部接口遠程控制系統(tǒng)面向嵌入式開發(fā)的硬件輸入和外部接口遠程控制系統(tǒng)中文摘要中文摘要MOOC（MASSIVEOPENONLINECOURSES，大規(guī)模開放式在線課程），是時下比較成熟的在線教學(xué)平臺，針對學(xué)習(xí)者的在線實驗主要是軟件開發(fā)類。蘭州大學(xué)分布式與嵌入式系統(tǒng)實驗室（DSLAB）提出的COOC（COLLABATIVEOPENONLINECOURSES，協(xié)作式開放在線教程）作為MOOC的補充，將提供嵌入式在線實驗平臺的相關(guān)服務(wù)。該平臺既可以在線進行虛擬的嵌入式軟件開發(fā)實驗，也可以進行實物開發(fā)板的開發(fā)實驗。針對該平臺涉及硬件輸入（例如按下按鈕或者打開開關(guān)等）或連接外部接口（例如從外部接口連接傳感器、RS232串口等）的實驗操作，本論文設(shè)計并實現(xiàn)了面向嵌入式開發(fā)的硬件輸入和外部接口遠程控制系統(tǒng)。本文介紹了系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計與實現(xiàn)方案、WEB終端用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)方案以及系統(tǒng)測試（功能測試和性能測試）結(jié)果，主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方案的優(yōu)點，基于UDEV設(shè)備管理工具的系統(tǒng)外設(shè)管理方案，基于STC89S52芯片的系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)，按鍵模塊、復(fù)位按鈕模塊、雙向開關(guān)模塊、串口和USB接口與嵌入式控制板的連接電路設(shè)計與實現(xiàn)，基于MS（MICROPROGRAMMEDCONTROLUNITSYSTEM，實用單片機系統(tǒng)）的嵌入式控制板系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)方案，多路模擬開關(guān)芯片和光耦繼電器的驅(qū)動程序設(shè)計與實現(xiàn)方案，基于BS（BROWSERSERVER，瀏覽器服務(wù)器）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式、DJANGO網(wǎng)絡(luò)框架、PYTHON語言、HTML語言和JAVRIPT語言的WEB終端用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)，并展示了本系統(tǒng)應(yīng)用在現(xiàn)有嵌入式在線實驗平臺的使用效果。本文對系統(tǒng)進行了功能測試和性能測試，結(jié)果表明該系統(tǒng)功能穩(wěn)定，性能良好。目前該系統(tǒng)原型試運行于嵌入式在線實驗平臺，為嵌入式開發(fā)學(xué)習(xí)者進行在線遠程開發(fā)調(diào)試時，提供了涉及硬件輸入和外部接口的實驗操作的有效技術(shù)解決方案。關(guān)鍵關(guān)鍵字遠程控制系統(tǒng)，嵌入式，硬件輸入，外部接口，WEB終端用戶

簡介：上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文基于迭代學(xué)習(xí)的間歇過程先進控制和優(yōu)化研究姓名陳治綱申請學(xué)位級別博士專業(yè)控制理論與控制工程指導(dǎo)教師邵惠鶴20030801上本文引入了間歇過程目標(biāo)模型的概念迭代學(xué)習(xí)方法通過目標(biāo)模型利用前次運行實測目標(biāo)與過程理想目標(biāo)的偏差值求取控制軌線的修正值并對前次的控制軌線進行修正得到新的設(shè)定值軌線該迭代過程隨間歇過程的每次運行重復(fù)進行采用該方法后間歇過程實際運行使用的操作軌線能夠隨間歇過程的重復(fù)運行最終趨向最優(yōu)仿真表明了該方法的有效性本文使用的目標(biāo)模型概念對解決一般的有約束的終端指標(biāo)優(yōu)化問題具有一定啟發(fā)意義4將間歇過程操作優(yōu)化和跟蹤控制問題進行綜合考慮提出了一種綜合優(yōu)化方案該方案具有基于時間同時又基于批次的雙重優(yōu)化結(jié)構(gòu)進一步本文研究了間歇過程先進控制和優(yōu)化的軟件實現(xiàn)完成了相關(guān)的仿真平臺實現(xiàn)和軟件架構(gòu)設(shè)計為該軟件進入工業(yè)應(yīng)用打下了基礎(chǔ)本文的仿真研究大多結(jié)合有真實工業(yè)背景的對象進行為本文方法下一步在實際過程中的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)關(guān)鍵詞間歇過程迭代學(xué)習(xí)控制預(yù)測控制操作優(yōu)化目標(biāo)模型跟蹤控制脈沖響應(yīng)模型

簡介：聚合過程普遍存在反應(yīng)機理復(fù)雜、過程非線性強的特點，導(dǎo)致聚合過程在線監(jiān)控、過程優(yōu)化和質(zhì)量控制等研究具有一定的挑戰(zhàn)性。本文以氯乙烯懸浮聚合過程為研究對象，開展了過程參數(shù)與質(zhì)量指標(biāo)的軟測量建模、復(fù)合引發(fā)體系優(yōu)化和質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)化控制等研究工作，主要研究內(nèi)容如下1在全面分析氯乙烯聚合過程工藝機理的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了氯乙烯懸浮聚合過程基本模型，其中包括聚合反應(yīng)動力學(xué)模型、聚合反應(yīng)熱力學(xué)模型、粒徑分布群體平衡模型等，為氯乙烯聚合過程的軟測量、過程優(yōu)化和質(zhì)量控制等研究提供了基礎(chǔ)。2提出了一種基于模型輸出校正的混合建模方法。通過機理分析建立氯乙烯單體液滴群體平衡模型，在此基礎(chǔ)上，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法建立氯乙烯單體液滴群體平衡修正模型，實現(xiàn)對單體液滴群體平衡模型輸出的在線修正，構(gòu)成混合模型。將此建模方法應(yīng)用于氯乙烯聚合過程中粒徑分布的軟測量，建立的混合模型既能按照液滴分散與聚并機理對聚氯乙烯顆粒的成長過程進行描述，同時又充分利用了生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)對模型誤差進行修正，相比純機理模型取得了更好的預(yù)測效果。3研究了基于改進KALMAN濾波算法的多模型融合建模方法。分別將K2PCAANN數(shù)據(jù)驅(qū)動模型與熱力學(xué)模型應(yīng)用于氯乙烯聚合速率的非線性預(yù)測，在基于最優(yōu)估計的KALMAN濾波算法的遞推框架下將K2PCAANN模型預(yù)測值與熱力學(xué)模型預(yù)測值有效融合，在此基礎(chǔ)上，通過模型方差更新對KALMAN濾波算法的估計參數(shù)進行在線校正，進一步優(yōu)化融合模型的估計性能。應(yīng)用結(jié)果表明，此建模方法較好地利用了K2PCAANN模型和熱力學(xué)模型對生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)樣本進行信息提煉，提高了單一軟測量模型的抗干擾性，提高了融合模型預(yù)測的精度與穩(wěn)定性。4研究了軟測量技術(shù)在聚合轉(zhuǎn)化率在線監(jiān)控中的系統(tǒng)集成。將OPC通訊應(yīng)用于軟測量技術(shù)的在線應(yīng)用中，服務(wù)器站與操作站獨立運行，服務(wù)器站計算機與控制系統(tǒng)連接，采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并軟通過軟測量模型計算出目標(biāo)變量，并將此結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)，再由OPC服務(wù)器發(fā)送。操作站計算機通過工業(yè)以太網(wǎng)與服務(wù)器站計算機連接，利用OPC客戶端與OPC服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)對目標(biāo)變量的監(jiān)控。氯乙烯聚合過程轉(zhuǎn)化率監(jiān)控的應(yīng)用結(jié)果表明，該方案較好地解決了工業(yè)現(xiàn)場不同廠家的軟硬件通訊問題，計算軟件和監(jiān)控組態(tài)軟件并行運行，兩者優(yōu)勢互補。5針對氯乙烯聚合過程復(fù)合引發(fā)體系的優(yōu)化問題，提出了一種基于熱力學(xué)模型、動力學(xué)模型和復(fù)合引發(fā)體系優(yōu)化模型等多個模型的優(yōu)化策略。以最小化單釜聚合時間為目標(biāo)，以復(fù)合引發(fā)劑用量、反應(yīng)釜移熱能力等為約束條件，采用非線性規(guī)劃解決了復(fù)合引發(fā)體系的優(yōu)化問題充分考慮反應(yīng)釜傳熱能力對優(yōu)化結(jié)果的影響，建立了復(fù)合引發(fā)體系的優(yōu)化策略。應(yīng)用結(jié)果表明，該優(yōu)化策略能夠優(yōu)化復(fù)合引發(fā)體系配方，充分利用了聚合反應(yīng)釜的傳熱能力，并能較好地應(yīng)對冷卻水溫度、聚合溫度和傳熱系數(shù)等過程參數(shù)變化對優(yōu)化結(jié)果的影響，確保優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。6針對氯乙烯聚合過程質(zhì)量指標(biāo)的控制問題，提出了一種基于軟測量技術(shù)的質(zhì)量控制方法。采用K2PLSANN數(shù)據(jù)驅(qū)動建模方法建立了氯乙烯平均粒徑的軟測量模型，用于預(yù)測工藝變量與平均粒徑指標(biāo)之間的定量關(guān)系利用軟測量技術(shù)和非線性規(guī)劃方法，求解得到符合平均粒徑指標(biāo)約束的最佳操作變量根據(jù)平均粒徑的離線分析值，利用間歇過程批次間重復(fù)的相似性特性，提出了一種偏差修正策略，用于調(diào)整操作變量和指導(dǎo)批次間的生產(chǎn)操作。應(yīng)用結(jié)果表明，提出的質(zhì)量優(yōu)化控制策略，能夠?qū)崿F(xiàn)聚氯乙烯質(zhì)量指標(biāo)的平穩(wěn)控制，有助于降低生產(chǎn)消耗，可用于指導(dǎo)實際生產(chǎn)過程。在充分理解氯乙烯懸浮聚合過程工藝和反應(yīng)機理的基礎(chǔ)上，利用軟測量技術(shù)、最優(yōu)化技術(shù)和質(zhì)量控制技術(shù)等研究，為提高聚合過程系統(tǒng)建模和聚合物質(zhì)量控制提供技術(shù)支持，有助于進一步開展聚合過程先進控制、系統(tǒng)優(yōu)化等方面的研究。

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簡介：自密實混凝土（SCC）因其良好的工作性能著稱，具有較大的發(fā)展?jié)摿?，其“三高一低”（高粉體用量、高摻合料用量、高減水劑用量和低水膠比）的配合比特征以及高流動性的流變特性，是其施工質(zhì)量的有力保證，同時也增加了其生產(chǎn)以及施工的難度。為推廣自密實混凝土的應(yīng)用，本文以自密實混凝土為研究對象，以控制其施工過程的質(zhì)量為目標(biāo)，研究了其生產(chǎn)施工全過程（配合比設(shè)計、攪拌工藝、溫度和時間、工作性能測試）對其質(zhì)量的影響。1基于自密實混凝土的物理填充堆積模型，提出一種根據(jù)骨料性質(zhì)確定自密實混凝土骨料用量的方法；2系統(tǒng)研究攪拌工藝（投料順序、攪拌時間、攪拌速度、攪拌方式）對自密實混凝土工作性能，力學(xué)性能等的影響，并結(jié)合流變參數(shù)分析其影響機理；3系統(tǒng)研究溫度（0℃40℃）和時間（5MIN90MIN）對自密實混凝土下流變性能和工作性能的影響，并結(jié)合流變參數(shù)分析其影響機理；4對坍落度筒進行改進，以期提出一種自密實混凝土的工作性能測試方法。研究結(jié)果表明1利用砂漿富裕系數(shù)F和砂漿中砂的體積分數(shù)S可以計算骨料用量，并可以計算最優(yōu)砂率；2自密實混凝土宜采用單臥軸攪拌機，普通投料法，4MIN5MIN的攪拌時間，37RPM的攪拌速度進行攪拌；并通過試驗證實了骨料吸水的現(xiàn)象和高速攪拌降低拌合物流動性能的原因；31030℃是良好的施工溫度區(qū)間，低溫環(huán)境要注意拌合物流動性能經(jīng)時返大現(xiàn)象，高溫環(huán)境要注意拌合物流動性能經(jīng)時損失現(xiàn)象；對工作性能和流變參數(shù)分別采用線性擬合和平面擬合的方式，兩種方法的適用性還需進一步研究；4改進坍落度筒一次試驗可同時表征自密實混凝土的流動性、間隙通過性以及抗離析性，并能夠區(qū)分引起間隙通過性不良的原因。以上研究結(jié)果涉及自密實混凝土生產(chǎn)施工的全過程，對自密實混凝土生產(chǎn)施工的質(zhì)量控制具有一定的指導(dǎo)意義，有利于自密實混凝土的推廣應(yīng)用。

簡介：碳纖維具備高比強度的優(yōu)異性能。然而目前傳統(tǒng)方法制備的碳纖維拉伸強度遠低于理論值，而且由于結(jié)構(gòu)特點，制備時間長、生產(chǎn)成本高，阻礙了碳纖維的大范圍應(yīng)用。而利用靜電紡絲方法制備的PAN基纖維具備小尺寸效應(yīng)、微晶化和均質(zhì)化等特點，從初生纖維到轉(zhuǎn)變?yōu)樘祭w維的過程中，可大量減少各類缺陷的產(chǎn)生，快速完成熱處理階段的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，對快速制備高性能碳纖維有重大意義。本文采用靜電紡絲設(shè)備和實驗室成套自制的動態(tài)循環(huán)水浴方法收集到電紡初生PAN基纖維后，經(jīng)后處理得到電紡原絲。探究了短預(yù)氧化時間、高熱反應(yīng)速率下制備電紡碳纖維的可能性通過電鏡測試SEM、傅里葉紅外光譜FTIR、晶態(tài)結(jié)構(gòu)測試XRD等比較了同一組分、不同數(shù)量級直徑尺寸及其相關(guān)結(jié)構(gòu)原絲在相同熱處理條件下結(jié)構(gòu)演變的規(guī)律特點并運用拉曼測試、X射線衍射WAXD等方法，將電紡絲最終碳纖維制品與同一處理條件下的普通碳纖維結(jié)構(gòu)進行比較。研究表明1依賴于電紡原絲的小尺寸效應(yīng)和完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，完成了14MIN、16MIN、18MIN的預(yù)氧化工藝探索，相比于SAF最佳工藝的80MIN工藝，最大縮短時間達825％，而且最終碳絲的密度和拉伸強度，并沒有比前期實驗室最好20MIN預(yù)氧化工藝下的數(shù)值降低。2經(jīng)由靜電紡絲技術(shù)制備的原絲直徑是原SAF纖維的近140，電紡纖維的表面光滑、沒有明顯缺陷，結(jié)晶度和取向度高于原SAF纖維。表明靜電紡絲方法令原絲細徑化、結(jié)構(gòu)更加完善。3借助于電紡原絲小直徑、高比面積的特點，經(jīng)過起始溫區(qū)的熱處理后，表現(xiàn)出較快的環(huán)化和氧化速率。最終電紡纖維比SAF纖維的氧含量高環(huán)化度的結(jié)果表明，最終靜電紡纖維的環(huán)化度更高，而且電紡纖維環(huán)化的反應(yīng)在各溫區(qū)更為均勻。4電紡碳納米纖維的表面更加光滑、孔隙率VP較低、最終碳纖維的密度更大，表明結(jié)構(gòu)更加致密，各類空洞缺陷較少。晶粒尺寸LA較大，石墨化度R值較小，說明電紡纖維石墨微晶成長，芳環(huán)結(jié)構(gòu)反應(yīng)程度高，內(nèi)部碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)完善。

簡介：隨著數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展，將數(shù)據(jù)挖掘方法應(yīng)用于質(zhì)量控制中越來越受到人們的關(guān)注，壓力容器質(zhì)量控制中質(zhì)量分類預(yù)測問題的解決方式也逐漸從傳統(tǒng)的統(tǒng)計過程控制向數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)轉(zhuǎn)變。針對壓力容器質(zhì)量過程控制中的問題，本文著重研究了壓力容器質(zhì)量過程控制中質(zhì)量分類預(yù)測模型，主要從決策樹模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、LOGISTIC回歸分析模型對生產(chǎn)過程進行質(zhì)量控制和質(zhì)量預(yù)測，為企業(yè)優(yōu)化壓力容器的生產(chǎn)工藝提供指導(dǎo)和參考。首先，基于決策樹算法建立的數(shù)據(jù)挖掘質(zhì)量預(yù)測模型，本文通過分析壓力容器焊縫質(zhì)量數(shù)據(jù)，選擇了20個屬性變量作為決策樹模型的輸入變量，并對這些變量做離散化處理，優(yōu)化決策樹算法中的相關(guān)參數(shù)，建立了合理有效的壓力容器質(zhì)量過程控制中焊縫質(zhì)量分類預(yù)測模型。其次，本文將相同原始樣本數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)準(zhǔn)備使輸入變量轉(zhuǎn)化為01變量，利用多層訓(xùn)練法建立隱含層數(shù)目為2的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。然后，基于二項回歸分析方程的基礎(chǔ)上，建立預(yù)測壓力容器焊縫質(zhì)量分類的多元LOGISTIC回歸分析模型。最后，全方位地對三個數(shù)據(jù)挖掘分類預(yù)測模型比較和分析，找到解決壓力容器質(zhì)量過程控制中焊縫質(zhì)量分類的最佳預(yù)測模型。從模型質(zhì)量分類預(yù)測的正確率、準(zhǔn)確率比較模型預(yù)測的結(jié)果，之后從增益圖、響應(yīng)圖、提升圖三方面評估模型的規(guī)則概括能力、規(guī)則置信度和對樣本特征的涵蓋捕捉能力。通過模型比較得知決策樹模型在上述比較角度方面都有明顯的優(yōu)勢，在建立模型過程中，同時得到影響壓力容器焊縫質(zhì)量分類的主要因素有Z角度、厚度、外周長允差、展開長度。

簡介：隨著機械行業(yè)的發(fā)展，某機械產(chǎn)品制造企業(yè)也獲得較大的發(fā)展，但該企業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式，發(fā)展的速度與傳統(tǒng)生產(chǎn)管理方式產(chǎn)生了嚴重的矛盾，傳統(tǒng)管理方式的弊端也逐漸暴露出來。如何轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的企業(yè)生產(chǎn)模式，對企業(yè)的生產(chǎn)過程進行精細化管理已經(jīng)成為機械制造企業(yè)提高生產(chǎn)績效的關(guān)鍵解決途徑。信息化的發(fā)展為企業(yè)的生產(chǎn)管理工作帶來新的解決方案。為此，企業(yè)迫切需要科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的管理方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工管理方式，實施企業(yè)生產(chǎn)管理信息化的建設(shè)。本文主要對基于工作流的企業(yè)生產(chǎn)控制管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)問題進行研究。本文在利用工作流技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對機械制造企業(yè)生產(chǎn)過程控制中的問題深入分析，在了解用戶需求的基礎(chǔ)之上，對該管理系統(tǒng)進行詳細的分析和設(shè)計，構(gòu)建了基于工作流技術(shù)的生產(chǎn)流程控制管理系統(tǒng)體系，設(shè)計并實現(xiàn)了基于BS的生產(chǎn)流程控制管理系統(tǒng)，梳理了生產(chǎn)流程業(yè)務(wù)的生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)流程控制等業(yè)務(wù)流程，給出了工作流模型和數(shù)據(jù)庫存儲的定義，設(shè)計了工作流引擎，提供了過程執(zhí)行時所需的工作環(huán)境，從而能夠有效地解決信息不通暢等問題，同時還能夠緩解不同業(yè)務(wù)流程的多樣化問題。其中，在系統(tǒng)開發(fā)方面，設(shè)計開發(fā)用戶管理模塊、權(quán)限管理模塊、生產(chǎn)計劃管理模塊、原材料采購模塊、生產(chǎn)進度控制模塊、產(chǎn)品檢驗管理模塊、產(chǎn)品交付管理模塊等功能模塊。并且通過工作流引擎實現(xiàn)對生產(chǎn)過程控制的動態(tài)審批，有效提高生產(chǎn)過程控制的效率。本論文完成了基于工作流技術(shù)的生產(chǎn)流程控制管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)工作，系統(tǒng)充分考慮了機械企業(yè)的工作規(guī)范，界面簡單友好，使用方便，安全性強，且具有可擴充性?？偟恼f來，工作流管理系統(tǒng)現(xiàn)在己經(jīng)在實際應(yīng)用中起到了較好的作用，是今后軟件行業(yè)的一個發(fā)展方向，有比較廣闊的發(fā)展前景。