论文摘要
棉花是关系到国际民生的重要战略物资,棉花加工同样也与人们的日常生活有着密切的联系,是国民经济的重要组成部分。尽管我国的棉花加工业有着很长的历史,加工技术在近些年有了很大的改进和提高,但与国外先进的棉花加工技术相比仍然存在一定的差距。棉花加工技术的落后,将直接导致我国的棉产品在激烈的国际竞争中处于劣势地位。因此,改进和发展我国棉花加工工业具有重要的意义。本文对国内外棉花加工业发展现状进行了详细的介绍,通过对比找出了国内棉花加工行业存在的问题和不足,提出了棉花加工智能控制系统的总体方案。在此基础上完成了系统的结构设计,并针对每个环节存在的问题进行了详细的分析和研究。棉花加工不同于传统的产品加工,其影响因素众多,棉花加工控制系统属于非线性、多变量耦合系统,因此无法建立系统精确的数学模型,采用传统的控制理论和控制方法很难实现有效的控制。本课题将模糊控制技术引入到棉花加工过程,采用模糊推理的方法实现了棉花加工过程的智能自适应控制,完成了籽棉烘干模糊推理系统、籽棉轧花模糊推理系统和皮棉加湿模糊推理系统的设计,并进行了系统有效性仿真,试验结果表明,上述推理系统的设计是成功的。本课题还采用组态软件完成了棉花加工过程上位机监控系统的开发,并通过DDE数据交换技术实现了组态软件与MATLAB的混合编程,实现了棉花加工过程在线监控、策略优化的一体化,完成了棉花加工智能控制系统的研发。该系统能够满足现代棉花加工对系统实时性、准确性的要求,提高了棉花加工的生产效率和产品质量,真正实现了棉花加工的智能化控制。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题研究背景1.1.1 国外棉花加工工业现状1.1.2 国内棉花加工工业现状1.2 课题的提出及研究意义1.3 课题的主要内容第2章 棉花加工智能控制系统总体方案设计2.1 棉花加工流程简介2.2 籽棉预处理过程介绍2.2.1 籽棉烘干的必要性2.2.2 籽棉烘干系统的组成和原理2.2.3 籽棉量的自动控制及配棉2.3 籽棉轧花过程2.3.1 影响轧花产量和质量的主要因素2.3.2 智能轧花的必要性2.4 棉花加工中皮棉加湿技术的应用2.4.1 皮棉加湿的必要性2.4.2 皮棉加湿系统的组成及原理2.5 籽棉轧花智能控制系统构成2.5.1 现场执行层2.5.2 过程控制层2.5.3 上位机监控层2.6 系统硬件构建方案2.7 系统具体实现方案设计2.8 本章小结第3章 棉花加工底层控制系统设计3.1 棉花加工工艺流程简介3.2 轧花过程PLC控制系统设计3.2.1 系统设计要求3.2.2 棉花加工过程分析3.2.3 PLC选型3.3 变频控制系统设计3.3.1 吸棉风机变频控制系统设计3.3.2 喂棉电机变频控制系统设计3.4 数据采集系统设计3.4.1 数据采集模块选型3.4.2 通讯功能模块选型3.5 模拟量控制模块设计3.6 底层控制系统整体实现框图3.7 本章小结第4章 模糊控制在棉花加工中的应用4.1 模糊控制策略的选取4.2 模糊控制技术简介4.2.1 模糊控制理论的基本思想4.2.2 模糊控制器的特点4.2.3 模糊控制系统的结构及功能4.3 基于MATLAB的模糊控制器开发4.4 模糊控制器的设计步骤4.5 模糊控制在籽棉烘干中的应用4.5.1 籽棉烘干的意义4.5.2 籽棉烘干模糊控制系统设计4.5.3 籽棉烘干模糊控制系统仿真4.6 模糊控制在喂棉轧花环节中的应用4.6.1 常规PID控制器的工作原理4.6.2 模糊自适应PID控制器的工作原理4.6.3 轧花模糊控制系统构成4.6.4 轧花主电机电流推理系统设计4.6.5 模糊自适应PID推理系统设计4.6.6 模糊自适应PID控制系统仿真4.7 模糊控制在皮棉加湿中的应用4.7.1 皮棉加湿控制的必要性4.7.2 皮棉加湿模糊控制系统设计4.7.3 皮棉加湿模糊控制系统仿真4.8 模糊控制算法实现4.9 本章小结第5章 棉花加工组态监控系统开发5.1 组态控制技术简介5.1.1 组态软件的定义5.1.2 组态软件的主要特点5.1.3 力控组态软件的基本结构5.2 籽棉轧花监控系统开发5.2.1 流程监控系统5.2.2 数据采集系统5.2.3 报警管理系统5.3 基于DDE的数据交换技术5.3.1 DDE通信协议简介5.3.2 力控组态软件与MATLAB间的数据交换5.4 组态软件与MATLAB混合编程实现5.5 本章小结结论与展望参考文献致谢攻读硕士期间发表的论文学位论文评阅及答辩情况表
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