基于软PLC技术的磨矿过程运行控制系统及实验

为解决具有综合复杂特性的磨矿生产过程运行控制实验研究的难题,开发了由运行监视子系统、运行控制子系统、虚拟执行机构与检测装置和虚拟对象子系统组成的运行控制半实物仿真系统.本系统采用软PLC技术构建的嵌入式控制器实现实时运行控制,采用基于C sharp语言开发的过程监测软件进行在线监测,并集成执行机构与检测运算模型和虚拟过程对象,具有实时性高、移植性好、面向工业实际等特点.基于运行控制实验系统的结果表明,该系统能够为运行控制方法的研究提供一个高效、便捷的验证环境,为运行控制算法的进一步工业应用奠定基础.

多学科交叉融合课程的建设——以过程装备控制技术课程为例

加强多学科交叉融合课程的建设,是高校培养高质量复合型创新人才的重要保障。过程装备控制技术课程内容涵盖了机械工程、控制科学与工程、化学工程、信息与通信工程等学科知识,属于典型的多学科交叉融合课程。针对该类课程知识点多而分散、内容广而抽象、理论难以联系工程实际等教学共性问题,考虑过程装备与控制工程专业特色,探索积极有效的多学科交叉融合课程的教学和实践方案,包括提炼课程教学目标、精选教学内容、探讨“任务引领式”主题教学模式、设置多学科知识交叉融合的综合作业和实验、打造多元化全过程考核方式等。实施结果表明,上述方案可为深化多学科交叉融合课程建设、引入研究性教学模式、培养学生创新思维和实践能力等方面提供有益参考。

流程工业综合自动化系统的仿真技术及其应用

以企业资源规划/制造执行系统/过程控制系统三层结构为基础,对仿真技术在石化生产企业的应用现状进行了综述,指出了流程工业三层集成仿真系统在现代企业生产运营中的重要性,并分析了该集成仿真技术面临的关键问题,包括多分辨率建模技术、分布式集成仿真技术标准和集成仿真平台,以及可视化仿真技术等,最后探讨了仿真技术未来的发展方向。

基于车辆检测技术的智能交通控制器设计

针对复杂多变的交叉路口交通流信号灯控制问题设计了一种基于感应式车辆检测技术的多相位智能交通控制器.该控制器支持6种控制算法,可实现8种工作模式,能满足大部分复杂类型交叉路口的控制需求.同时,控制器具有绿冲突和故障检测功能,以及在故障情况下的降级处理机制,从而在最大程度上保证交通的安全和畅通.提出了一种基于车辆等待长度的单路口多相位交通信号灯自适应控制策略,该算法在保证交通畅通的情况下,使车辆延误时间尽可能的短.该控制器目前已在杭州等地进行了实际应用,结果令人满意.

流程工业智能工厂实验系统

介绍了流程工业智能工厂实验室的原理结构、功能模块及其应用,分析了智能工厂实验系统作为科研创新和教学实践的集成平台,对流程工业综合自动化基础理论研究和应用技术开发的重要作用. *

半导体生产过程的Run-to-Run控制技术综述

Run-to-Run通过对历史批次过程数据的统计分析改变下一批次的制程方案(recipe),解决间歇过程尤其是半导体生产过程中在线测量手段缺乏造成实时过程控制难以实施的问题,从而降低批次间产品的品质差异.这一方法是统计过程控制和实时控制的折中,提供了一个提升产品质量、改善总体设备效能的框架.介绍了Run-to-Run控制的产生背景,阐述了Run-to-Run控制器的一般结构,重点介绍了3类主要的Run-to-Run控制算法,对各种Run-to-Run控制算法进行了评价,并介绍了它们在关键单元操作中的应用,最后探讨了未来的研究方向.

数据校正技术在流程工业企业物料平衡中的应用

介绍数据校正技术的基本原理,并以某石化企业为背景,分析数据校正系统的总体结构和功能模块。经校正的物流平衡数据可支持MES层中的多项应用,达到了很好的应用效果。

先进控制技术在吸附分离精馏塔控制中的应用

重点分析了吸附分离装置中精馏塔的工艺特点及其所面临的控制问题;并采用多变量预测控制技术和流程模拟技术相结合实现了精馏塔系的先进控制。实际应用的结果表明先进控制技术可有效地克服干扰、确保工艺参数的平稳,优化产品质量,减少能耗从而增加经济效益。

交通干线动态双向绿波带控制技术研究

在多智能体道路交通控制概念模型基础上,提出了一种全新的交通干线动态双向绿波带智能协调控制策略.通过中心协调智能体和路口控制智能体间的信息交互和协调,在确保路口绿灯时间利用率较高的前提下,实现干线双向车流不停车地通行.中心协调智能体根据一段时间内交通流信息计算公共信号周期和上下行相位差,路口控制智能体实时确定各路口的绿信比.公共信号周期依照关键路口饱和度的大小由模糊控制算法进行调整,相位差根据上下行速度和路段长度进行计算,绿信比基于历史和实时的交通数据确定.实际应用证明了该控制策略的有效性.

基于攻击增益的工业控制系统物理层安全风险评估

通过借鉴多输入多输出(MIMO)系统中变量配对的思想,基于相对增益阵列(RGA)设计衡量闭环状态下每个输出对不同攻击输入的敏感程度的指标,即闭环攻击增益矩阵.结合逼近理想解(TOPSIS)法,提出定量分析工业控制系统物理层安全风险的评估方法.通过精馏塔实验平台的案例分析,直观地展现攻击效果,验证闭环攻击增益矩阵的正确性,得出控制回流比的设备区域在该控制系统物理层中安全风险最大.实验结果表明,该评估方法能较全面地结合被控对象的客观属性,科学合理地量化评估工业控制系统物理层中潜在的安全风险.

工业控制中嵌入式系统软件的研究

主要介绍了嵌入式实时操作系统内核以及在工业控制中的开发应用。以现场总线基于实时操作系统的开发为例 ,阐述了怎样开发现场总线的控制系统软件。

无线局域网应用于工业控制系统研究

该文通过对工业控制网络发展现状的分析 ,讨论了工业控制网络对无线技术的需求。并详细介绍了IEEE 80 2 .11b无线局域网标准 。

基于线性二次型高斯基准的多变量预测控制技术经济性能评估

由于受控过程参数的漂移及缺乏维护,令采用的控制器性能逐渐降低,需要做经济性能评估,以确保其最佳运行状态.因为目前最小方差评估算法没有考虑控制器的约束条件,对此我们采用线性二次型高斯(linearquadratic Gaussian,LQG)基准的模型预测控制(model predictive control,MPC)双层优化控制结构,将控制和输出的加权值引入上层经济性能指标,通过求解LQG问题获取控制与输出方差关系的离散点集,进一步拟合Pareto最优曲面方程,建立优化命题并求解最优经济指标及设定值.对延迟焦化加热炉的多变量MPC控制进行了性能评估及分析,证明该方法可以改进控制器设计,提高经济效益.

动态模拟在流程工业智能工厂实验系统中的应用

以炼油工艺流程中常减压精馏装置的动态模拟为基础,介绍了动态模拟在流程工业智能工厂实验系统中的应用.对“动—稳”态混合仿真、动态模拟在系统辨识课件开发和在半实物仿真系统上的应用进行了详细的分析.*

C^4D技术在工业管道流体电导测量中的应用

基于虚拟电感技术研发一种工业毫米级管道新型电容耦合式非接触电导测量传感器。虚拟电感基于Riordan电路研制,相应的工业型C4D传感器基于串联谐振原理实现电导测量,并采用特殊的屏蔽罩结构屏蔽工业干扰。研究结果表明,所研制的虚拟电感与实际电感相比,具有内阻小和电感可调等优点。在内径为1.80 mm的管道内进行电导测量实验,结果表明,所研发的工业型C4D传感器是可行的和有效的,可用于实际工业毫米级管道流体的电导率在线测量。

工业控制系统的信息安全问题研究

分析了工业控制系统的安全要求、典型的威胁与攻击形式,阐释了工业控制系统信息安全与传统IT信息安全的区别;分析了现有的控制系统信息安全的解决思路,结合SP800-82工业控制系统(ICS)安全指南,介绍了控制系统网络防护的主要措施;总结了热点研究趋势,包括安全通讯协议和安全控制器的设计。

基于太赫兹技术的肿瘤诊断与治疗研究进展

肿瘤的诊断与治疗一直以来都是医学界的热点研究领域。太赫兹技术因其光子低能性、无需标记、高时间分辨率等特点,在生物医学领域具有巨大的应用前景。文章围绕太赫兹技术在肿瘤诊断与治疗领域的应用研究开展介绍,在太赫兹肿瘤诊断方面,主要基于太赫兹光谱技术和成像技术,利用太赫兹光谱技术获取光谱特征信息,并结合先进的模式识别和机器学习算法,进行高维特征的提取与分析,完成对肿瘤的检测与诊断,太赫兹成像技术主要利用肿瘤细胞与组织之间的组分差异来实现对肿瘤的区分与鉴别。首先从太赫兹技术在肿瘤诊断方面的研究进行介绍,包括生物大分子、细胞和组织三个维度。生物大分子的研究重点是蛋白质、核酸和糖类等肿瘤标志物。细胞检测的研究进展重点针对肿瘤细胞的识别和血细胞的检测方面进行阐述。在组织检测与诊断方面,主要从成像与太赫兹时域光谱技术两个维度对多种癌症组织的检测与诊断进行了介绍。基于太赫兹技术的肿瘤治疗研究方面,主要从生物效应对肿瘤细胞进行消融和调控基因表达以改善人体机能的积极作用上实现对肿瘤的治疗。最后讨论了太赫兹技术目前在生物医学应用中的局限性和未来展望,为之后太赫兹在相关领域的研究提供思路。

基于太赫兹时域光谱技术的农药残留检测方法

太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术是近年来涌现出来的崭新的光谱测量新技术．本研究提出了一种基于THz-TDS技术农药残留检测方法，并以灭多威和乙氧氟草醚两种农药作为实验介质证明此方法的可行性．应用太赫兹时域光谱系统测得了这两种农药的时域光谱信号，利用基于菲涅尔公式的数据处理模型得到了它们在THz波段的折射率谱和吸收系数谱．从实验结果可以看出两种农药在0．2—2．0THz范围内存在明显的特征吸收峰，且差别很大．经分析认为这些吸收峰是由分子的集体振动模式以及分子间相互作用引起，它们是农药分子的指纹吸收光谱，可以应用于分子识别中．本研究证明了THz—TDS技术应用于农药残留检测的可行性，表明其在农药残留检测中具有潜在的应用价值．

一种全方位移动机器人的运动分析与控制实现

为达到在动态环境下,对机器人进行实时控制的目的,提出一种全方位移动机器人运动控制器的设计方法.以足球机器人Robocup作为实验平台,全方位移动机器人作为研究对象,通过研究具有四组正交轮组成的移动机构运动机理,在将机器人运动进行分析的基础上,以数字信号处理器(DSP)为核心,引入专家比例积分微分(PID)速度控制器,实现了对机器人的控制.实验结果表明,该设计方法有很好的实时性和一定的鲁棒性,在实际比赛中,实现了对全方位移动机器人的快速、实时、准确控制.

移动Ad Hoc网络的跨层优化拥塞控制

基于网络协议层框架充分分析了TCP应用到Ad Hoc网络导致性能下降的原因,包括:物理层中易损耗的无线信道,MAC层中的过度竞争和不公平接入,网络层中节点移动引起的频繁路由失效,传输层中TCP采用的不合适机制,包括基于窗口的传输、基于数据包丢失的拥塞指示,拥塞窗口的慢启动和AIMD、对ACK自定时的依赖;提出了全新的适合Ad Hoc网络特性的跨层优化拥塞控制协议CCOC(cross-layer optimal congestion control).CCOC运用了跨层设计框架来改进MAC层的接入信道公平性、检测虚假链路失效、减少路由失效次数、加快路由切换后的重启动、运用SACK实现可靠传输和实施非线性优化论指导设计的自适应优化策略;描述了CCOC的协议体系结构;实施了详细的NS仿真实验,仿真结果表明,在几乎所有的仿真场景和移动环境下,CCOC比TCP和ATCP在许多重要性能指标,如吞吐量和公平性方面都有了明显的改进.