车牌半成品自动生产线的铝带烘干系统能量最优控制研究

论文摘要

本论文首先介绍了车牌半成品的生产工艺流程,对国内首条车牌半成品自动生产线进行简要的描述,并通过对车牌半成品自动生产线的主要控制对象的分析,选定了铝带烘干控制系统作为本课题的研究对象。传统的烘干控制系统往往不能在所有气候环境下都达到工程要求的蒸发速率,并且能耗浪费严重。本文的研究试图设计一种能在各种气候下工作,并且能量最优的烘干控制系统。从烘干系统的水膜蒸发模型入手,分别建立了烘干系统中的风扇功率与进风流率关系方程、湿度模型及温度模型,并对其进行了分析研究。 在此基础上,对铝带烘干系统的能量最优工作点进行了探讨。本文采用的方法是建立系统的临界工作线,以缩小静态寻优的范围并有效的避开了求解大量复杂的偏微分方程的困难。同时本文还对极限工作环境作了说明,并对在此环境下工作时系统控制参数的调整做了简要分析。 最后,对系统状态点不在静态工作点时,本文分三种情况分别给以研究:平衡点控制部分研究了状态点在静态工作点附近时的控制策略;临界工作段控制部分研究了如何将临界工作线上的状态点推向静态工作点;预热段控制部分研究了开机时刻起系统的控制动作。结合能量最优控制算法研究状态点在状态空间移动的规律,以达到能量最优控制的目的。同时对难于检测的内部湿度参量,本文也提出软测量的方法予以解决。 车牌半成品自动生产线现已投入试运行,系统运行情况良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景与实际意义
• 1.2 国内外车牌自动生产设备的研究现状
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 车牌半成品自动生产线的设计
• 2.1 生产线的工艺及技术要求
• 2.2 生产线的工艺流程
• 2.3 控制系统总体方案
• 2.4 主要控制对象
• 第三章 烘干系统数学模型
• 3.1 烘干控制系统概述
• 3.2 湿度的基本概念
• 3.3 蒸发模型
• 3.4 烘干箱内空气流场分析
• 3.5 湿度模型分析
• 3.5.1 静态条件下湿度模型分析
• 3.5.2 动态条件下湿度模型分析
• 3.6 温度模型分析
• 3.6.1 静态条件下温度模型分析
• 3.6.2 动态条件下温度模型分析
• 第四章 烘干控制系统的静态工作点
• 4.1 最优状态临界工作线
• 4.2 静态最优点
• 4.3 极限工作环境
• 第五章 系统最优控制
• 5.1 平衡点控制
• 5.2 临界工作段控制
• 5.3 预热段控制
• 结论
• 攻读学位期间发表的论文
• 独创性声明
• 致谢
• 参考文献