Algorithm of Dynamic Operation Process of Hydraulic Automatically Operated Canals with Constant-Downstream Level Gates

On the basis of analysis the governing process of downstream water level gates AVIO and AVIS, a mathematical model for simulation of dynamic operation process of hydraulically automated irrigation canals instalIed with AVIO and AVIS gates is presented, the main point of this rnathematical model is firstly applying a set of unsteady flow equations （St. Venant equations here） and treating the condition of gate movement as its dynamic boundary, and then deeoupling this interaction of gate movement with the change of canal flow. In this process, it is necessary to give the gateg open-loop transfer function whose input is water level deviation and output is gate discharge. The result of this simulation for a practical reach has shown it has satisfactory accuracy.

一类复杂工业过程的数据驱动与PID协调控制

针对一类具有强非线性且难以建立精确数学模型的复杂工业过程,提出了一种基于PID与数据驱动的协调控制策略。在系统初始阶段,采用PID控制方法,不需要建立系统的数学模型,就能获得大量系统输入输出(I/O)数据。在系统稳态阶段,提出了多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)无模型自适应离散终端滑模控制(model-free adaptive discrete terminal sliding mode control,MFA-DTSMC)方法,该方法基于系统的紧格式动态线性化数据模型,且伪Jacobian矩阵(pseudo-Jacobian matrix,PJM)估计算法仅取决于被控对象的I/O测量数据。其次,设计了一种协调控制策略,实现了PID与数据驱动控制器之间的协调控制。以双容水箱液位系统为例进行仿真实验,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

丽江黑龙潭泉群修复中地下水位作为补水控制信号的研究与应用

文章以丽江黑龙潭为例,研究岩溶地区泉水修复补水控制过程。基于九子海洼地为黑龙潭泉群主要补给来源这一基本判断,从宏观的地形地貌、地层岩性、地质构造、岩溶现象和地下水位动态变化规律入手,首先明确拟采用作为补水控制信号的水文观测井与目标泉群属于同一地下水系统,而后分析观测井地下水位变化规律与目标泉群流量变化规律具有良好的相关性,可作为补水控制井。通过泉群目标状态的拟定−对应补水控制井水位−考虑补水过程提前量时间−修正补水控制井水位这一过程,确定考虑补水时间过程的补水控制井信号水位为2409.41 m,最终实现对观测井水位数据为控制信号的补水过程的实时精准控制。

基于STPA与模糊BN的新能源汽车安全性分析方法研究

随着新能源汽车自动化程度不断提高,各系统之间耦合造成的故障急剧增加,传统的安全分析方法已无法满足当前汽车复杂系统的危险性分析要求。针对新能源汽车突然失控事故存在的高危性、复杂多样的问题,提出一种基于STPA与模糊BN的新能源汽车安全性分析方法。首先,运用系统理论过程分析方法(STPA)分析新能源汽车突然失控事故,得出系统级事故及危险,构建控制反馈回路,并识别不安全控制行为;接着,根据STPA分析结果构建模糊BN,通过GeNIe软件训练数据,可视化模糊BN,得到基本事件的发生概率,并由试验仿真得出蓄电池及储能系统、电机电控和整车控制器的后验概率分别为0.70、0.17和0.16。结果表明,所提方法能有效识别系统潜在危险,发现系统薄弱环节,可为提高系统可靠性提供依据。

基于层次分析法的城市防洪风险综合评价研究

为了提高评价城市防洪风险的准确度,本文根据影响城市防洪的因素构建了城市防洪风险评价体系,确定了各评价指标在不同风险等级所对应的取值范围,并进一步结合层次分析法(AHP)计算了指标层的权重及目标层的风险等级。由工程案例计算可知,基于AHP计算的风险等级与城市防洪体系的安全鉴定报告结论一致,说明该风险评价方法具有工程可靠性和适用性。该方法也可为其他城市防洪体系的建立和风险评价提供新的途径。

基于FOCS的液位控制实验系统的开发

介绍了基于FOCS系统的液位控制实验系统的开发,并详细介绍了实验系统的硬件结构、软件、特点和实验系统可进行的实验内容。

基于Internet的网络化控制系统设计及控制研究

对于基于Internet的网络化控制系统,由于其网络延时具有随机、长时滞特性,使得控制系统稳定性和动态性能很差。本文基于离散的状态反馈网络化控制系统,提出了一种基于对象模型的多步预测补偿方法,通过在执行器端设置消息缓冲的办法实现时滞补偿的策略。基于Socket技术,应用LabWindows/CVI,采用以上时滞补偿方法设计了基于Internet的液位过程控制系统。实时跟踪控制实验和抗外部扰动实验结果结果表明,本文所提时滞补偿策略有效可行,能够很好地提高网络控制系统的动态性能。

网络控制系统在感应加热设备上的应用

介绍了S7-300系列PLC与PROFIBUS-DP、以太网组成二级计算机网络控制系统在感应加热设备上的应用情况。重点描述了一级、二级网络控制系统的设备组成以及在生产过程中完成的功能和作用,阐述了网络控制系统在现代化生产中应用的优越性和高效性。

过程控制课程中一个液位控制系统综合实验

液位控制系统一直是过程控制工程研究的重要内容;针对过程控制实验装置,建立了实际数学模型,采用模糊理论完成了单水箱液位控制系统实验,系统采用模糊PID调节器代替传统PID,克服了传统PID人工整定参数工作内容繁琐的缺点。将实验结果与传统数字PID控制系统进行对比,实现了PID参数自整定,证明了模糊PID调节器通过参数自整定能够有效地实现液位恒定控制。

机械工程控制基础的多层次实验教学体系改革

针对机械工程控制基础课程内容抽象,知识点多以及理论与实践脱节等问题,西安交通大学机械学院对机械工程控制实验教学体系进行了改革。确定了机械工程控制基础实验教学目标,构建了多层次的实验教学体系,建立了机械控制实验教学模式体系,形成以过程考核为核心的考评体系,从而让学生通过基础性实验了解阶次响应等基本概念,通过综合性实验锻炼学生将控制应用到工程系统中的能力,通过创新性实验培养学生独立搭建控制系统的实践能力。该体系培养了学生运用机械工程控制领域新技术新方法对复杂机械工程中的系统控制问题进行理论分析和实验研究的能力。

参数自寻优模糊控制器在过程控制系统中的应用

针对微机过程控制系统被控对象非线性、不确定性和时变等特点,在微机过程控制系统中设计应用了模糊控制器.为了使算法更具鲁棒性,该模糊控制器在规则可调整模糊控制器基础上引入了加权因子α的在线调整优化算法.运行结果表明这种算法简便而有效.

变频调速在单容水箱液位控制系统的应用

采用森兰SB60的单容水箱液位控制系统能根据需要调整其转速。系统经过简单的液位传感器信号转换，便可得到0～5V的电压信号，反馈给变频器的VR1端；变频器则根据输入的给定值和反馈的实际值，即液位传感器信号转换后获得的反馈电压信号，利用PID控制自动调节，通过改变频率输出值来调节所控制的三相异步电机转速，达到调速的目的；变频器则通过改变电机的转速来调节液位，从而实现控制水箱的液位平稳。

用于生物反应器多尺度问题研究的数据采集系统

本文针对生物反应器中活体细胞大规模培养过程中多尺度问题 ,重点讨论了有关数据采集系统的研制 ,其中包括参数与传感器系统配置与要求 ,计算机软硬件配置与设计 ,以及过程数据远程通讯技术等。并根据以上原理设计制造了专门用于生物反应器中多尺度问题研究的实验室FUS-5 0 L(A)新概念发酵罐 ,并研制了中试与生产规模数据采集系统。本装置用于不同发酵产品的过程优化时 ,发现了一些过去以单尺度观点研究时容易忽略的问题 。

水平穿越理论在库存控制研究中的应用

库存控制一直是工业工程研究领域关注的焦点之一。水平穿越理论巧妙地建立起了库存系统中入库、需求、在库物品库龄等变量之间的联系,为复杂随机系统状态属性的动态性分析提供了一种新的理论工具。以M/G/1队列为例引出了水平穿越理论的基本原理,通过虚拟到期过程分析系统点的变化建立其在易腐品库存控制中的应用模型,并基于恒定变质率的易逝品库存模型推导了其在普通物品库存控制中的应用过程。按照入库、需求、提前期等变量表现形式的不同,文对该方法在库存控制研究中的应用进行了系统性的回顾,最后指出了进一步的研究方向。

板坯连铸机动态轻压下二级控制与通信系统开发

介绍了梅山2号连铸机动态轻压下新2级控制与通信系统和控制网络的开发情况。通过对原系统的分析,架构双机热备冗余的新2级控制系统,采用自主开发的两个通信进程,并开发了控制网络,实现了与原控制体系通信的无缝对接。

LF二级过程控制系统的研究与实现

通过对LF精炼工艺流程及冶金机理的分析与研究,利用计算机语言和数据库技术,编程实现了LF精炼过程控制系统。系统功能不但包括数据通信,冶炼计划管理、冶炼过程跟踪记录、曲线报表生成管理等,还实现了合金计算模型与温度预估模型。具有操作简单,功能完善,模型可靠性高,运行稳定等优点。现在已经在某钢厂宽厚板LF炼钢线上正常使用,受到用户的认可。

免疫遗传算法在过程A3000系统液位控制中的应用

以过程控制A3000系统作为载体,利用免疫遗传算法对PID参数进行优化,将得到的优化控制参数应用到液位控制中,通过实际系统的调试运行,得到了良好的控制效果,证明了该理论的可行性,从而提高了控制参数调节的速度,避免了参数调节的盲目性。

二阶液位一流量综合实验动态演示系统的研制

介绍了利用多媒体制作工具与 Honeywell UDC330 0数字调节器实现串联通信 ,完成新型二阶液位一流量综合实验演示系统的设计过程。

基于Internet的远程过程控制实验系统设计

介绍了基于Internet的远程过程控制实验系统的总体结构,简单描述系统中采用的PCT-II过程控制实验平台的硬件结构,然后详细介绍了远程实验代理服务器和远程实验用户工作站两部分的软件设计.远程实验代理服务器利用LabWindows/CVI软件设计,实现水箱液位的PID控制;远程实验用户工作站利用Eclipse/Java设计,实现远程过程控制实验.测试结果表明,该系统能够很好地满足远程过程控制实验要求.

浅析功能安全国际标准

自从功能安全国际标准IEC61508及IEC61511制定以来,安全仪表系统已经在国内外得到了广泛的应用。但在安全仪表系统的应用过程中仍然存在一些具体问题。随着国际标准的不断更新,同时也进行了相应的修改。本文通过对比各种功能安全标准所规定的内容,对标准中出现的异同进行分析,并对今后的功能安全标准修改进行了简单的探索。