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纸浆间歇蒸煮过程的分数阶建模及内模控制
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作者 单文娟 汤伟 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2019年第4期504-512,共9页
纸浆间歇蒸煮是在高温高压密封的蒸煮锅中进行,是一个复杂的黑箱过程.针对间歇蒸煮过程的非线性和系统参数不确定性问题,在机理建模的基础上,通过函数拟合及数值逼近对模型的非线性部分进行数学近似,建立了间歇蒸煮过程的分数阶模型.针... 纸浆间歇蒸煮是在高温高压密封的蒸煮锅中进行,是一个复杂的黑箱过程.针对间歇蒸煮过程的非线性和系统参数不确定性问题,在机理建模的基础上,通过函数拟合及数值逼近对模型的非线性部分进行数学近似,建立了间歇蒸煮过程的分数阶模型.针对分数阶系统,采用内模控制原理设计分数阶PID控制器,以简化分数阶控制器的可调参数,并基于最大灵敏度及稳定裕度整定控制器参数,使系统在保证期望的动态性能条件下,获得较好的鲁棒性.仿真结果表明,间歇蒸煮过程的分数阶内模控制在超调、响应速度和鲁棒性方面优于整数阶控制. 展开更多
关键词 间歇蒸煮过程 模型简化 分数阶 内模控制 最大灵敏度
中高速卫生纸机集成优化控制系统 预览
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作者 汤伟 +5 位作者 董超 李虎 李清旺 朱忠杰 李永兵 《中国造纸》 CAS 北大核心 2019年第9期46-52,共7页
随着生活用纸市场竞争的加剧,以及节能降耗的低碳经济之路政策的推进,生活用纸企业纷纷新建车速800m/min以上的中高速卫生纸机,但中高速卫生纸机在打浆控制、质量控制、干燥部节能和传动控制等方面尚存一些技术问题需要突破。本课题提... 随着生活用纸市场竞争的加剧,以及节能降耗的低碳经济之路政策的推进,生活用纸企业纷纷新建车速800m/min以上的中高速卫生纸机,但中高速卫生纸机在打浆控制、质量控制、干燥部节能和传动控制等方面尚存一些技术问题需要突破。本课题提出打浆度在线软测量及恒打浆度控制、定量在线软测量及绝干浆量控制、干燥部能耗协同控制、同步传动控制等控制策略,并开发了集成优化控制系统。应用结果表明,打浆度控制误差低于±0.5°SR,浆耗低于1.05t浆/t纸;实现了在无定量水分在线检测装置条件下的绝干浆量精确控制,控制误差低于±0.4g/m^2;汽耗低于2.03t汽/t纸,稳定生产车速达1300 m/min。 展开更多
关键词 中高速卫生纸机 软测量及控制 能耗协同控制 同步传动控制
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一种基于分块思想的多纸张缺陷一次提取算法 预览
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作者 伟刚 周强 +1 位作者 肖强宏 《中国造纸学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期36-43,共8页
为了解决纸张缺陷检测中多个纸病区域的提取实时性问题,提出了一种采用"先分块、后合并"思想直接对实时图像数据流进行处理的并行化纸病提取算法。该算法充分利用现场可编程门阵列(FPGA)的并行处理特性,在跨时钟域对图像数据... 为了解决纸张缺陷检测中多个纸病区域的提取实时性问题,提出了一种采用"先分块、后合并"思想直接对实时图像数据流进行处理的并行化纸病提取算法。该算法充分利用现场可编程门阵列(FPGA)的并行处理特性,在跨时钟域对图像数据进行传输的同时,在另一个分支流程中并行地对分块缺陷连通域进行标记以获取每个缺陷的相对位置坐标,最后以包围盒的形式提取出纸张缺陷区域。该算法基于分块思想,分支处理过程不需要消耗主流程额外的处理时间且硬件资源占用率极小。实验结果表明,该算法能够准确、快速地提取出各种常见纸张缺陷,具有很强的灵活性和实时性,能够满足在线纸病检测的实时性要求。 展开更多
关键词 纸病检测 现场可编程门阵列 连通域标记 包围盒
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专家控制在APMP污水厌氧处理过程中的应用 预览
4
作者 周红 罗斌 《化工自动化及仪表》 CAS 2017年第1期48-52,共5页
针对污水厌氧处理过程中p H值控制存在严重的非线性和时滞特性,提出了一种将专家控制、PID控制和串级控制相结合的控制方案。仿真和实际应用效果证明了该方案的正确性和可行性。
关键词 专家控制 污水处理 APMP PH值
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基于分数阶PID的纸张定量双自由度Smith预估控制 预览 被引量:5
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作者 单文娟 汤伟 +1 位作者 刘炳 《包装工程》 北大核心 2017年第11期143-147,共5页
目的研究纸张定量控制回路中的大时滞控制策略,减小纸张定量偏差。方法在传统Smith预估器的基础上,结合分数阶PID算法,设计由常规PID控制器和分数阶PID控制器组成的双自由度Smith预估控制系统,完成设定值跟踪和负载扰动的独立控制。设... 目的研究纸张定量控制回路中的大时滞控制策略,减小纸张定量偏差。方法在传统Smith预估器的基础上,结合分数阶PID算法,设计由常规PID控制器和分数阶PID控制器组成的双自由度Smith预估控制系统,完成设定值跟踪和负载扰动的独立控制。设定值跟踪采用传统Smith预估控制器,负载扰动采用具有抗干扰和强鲁棒性的分数阶PID控制器。将控制算法应用到纸张定量中,并与传统控制算法相比较。结果相对于传统Smith控制,基于分数阶PID的双自由度Smith预估控制的设定值跟踪及抗扰性能更优,在纸张定量控制过程中,将定量偏差减少到±1.6 g/m^2。结论基于分数阶PID的双自由度Smith预估器可有效控制时滞,模型失配时具有较好的鲁棒性,可有效提高定量回路的控制精度。 展开更多
关键词 纸张定量 分数阶PID 双自由度 SMITH预估器
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基于FNN解耦纸张定量水分控制策略的研究与应用 预览 被引量:1
6
作者 胡亚南 马文明 《中国造纸》 北大核心 2017年第7期48-53,共6页
针对纸张抄造过程中纸张定量与水分之间存在强耦合的问题,提出一种模糊神经网络(Fuzzy Neural Network,FNN)的解耦控制器,首先利用模糊控制对控制系统进行耦合补偿,然后利用神经网络的自学习、自调整能力不断在控制过程中优化模... 针对纸张抄造过程中纸张定量与水分之间存在强耦合的问题,提出一种模糊神经网络(Fuzzy Neural Network,FNN)的解耦控制器,首先利用模糊控制对控制系统进行耦合补偿,然后利用神经网络的自学习、自调整能力不断在控制过程中优化模糊控制规则及解耦补偿参数,成功地将纸张抄造过程的多变量系统转变为单变量系统,实现纸张定量、水分之间的解耦。仿真结果表明,采用FNN解耦控制器具有较好的动态响应和较强的鲁棒性。将该策略应用于国内某造纸厂的纸板机控制系统,纸张定量控制精度为±3.9g/m^2左右,水分控制精度为±1.0%左右,满足该纸机定量水分高精度控制要求。 展开更多
关键词 定量 水分 模糊控制 神经网络 FNN
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盘磨机磨盘磨损检测技术的研究 预览 被引量:1
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作者 刘庆立 汤伟 +3 位作者 徐英英 刘庆红 《中国造纸》 CAS 北大核心 2017年第1期47-51,共5页
在大功率磨浆机内部高速、高压、高温条件下实时检测磨盘间隙,是一项十分艰巨而复杂的工作。本文基于同步磨损检测的思想,提出了利用磨损检测棒检测磨盘磨损量的新方法,并详细叙述了磨损检测棒的内部结构、安装方法及检测机理,为盘... 在大功率磨浆机内部高速、高压、高温条件下实时检测磨盘间隙,是一项十分艰巨而复杂的工作。本文基于同步磨损检测的思想,提出了利用磨损检测棒检测磨盘磨损量的新方法,并详细叙述了磨损检测棒的内部结构、安装方法及检测机理,为盘磨机磨盘间隙检测提供了一条新途径。 展开更多
关键词 盘磨机 磨盘间隙 磨损检测 磨损检测棒
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APMP制浆废水处理过程控制系统研究 预览
8
作者 周红 罗斌 《中国造纸》 CAS 北大核心 2016年第11期33-39,共7页
采用厌氧-好氧组合法对APMP制浆废水进行处理,设计了一套废水处理过程控制系统,阐述了具体的控制方案和采用的控制算法。针对APMP制浆废水处理过程存在大时滞和非线性的控制难点,将前馈专家控制器和PID控制器结合起来控制调制池废水p H... 采用厌氧-好氧组合法对APMP制浆废水进行处理,设计了一套废水处理过程控制系统,阐述了具体的控制方案和采用的控制算法。针对APMP制浆废水处理过程存在大时滞和非线性的控制难点,将前馈专家控制器和PID控制器结合起来控制调制池废水p H值;采用曝气流量均衡控制和溶解氧浓度控制组成串级控制方案,根据溶解氧浓度的偏差大小,将专家控制和PID控制进行切换来控制曝气池的溶解氧浓度。文章还给出了具体的实施方案。实际应用效果证明了这套控制方案的有效性。 展开更多
关键词 APMP废水处理 专家控制 PH值 溶解氧浓度
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自动控制新技术在造纸生产中的应用 兼谈一种基于互联网的造纸过程控制远程服务平台 预览
9
作者 《中华纸业》 CAS 2016年第23期46-49,共4页
陕西西微测控工程有限公司(以下简称"陕西西微")是一家具有独立法人资格的高科技产业实体,专门从事测控系统的研发、应用、工程服务及成果推广工作。公司前身为陕西科技大学微机应用研究所,2006年经股份改造,更名为陕西西微测控工... 陕西西微测控工程有限公司(以下简称"陕西西微")是一家具有独立法人资格的高科技产业实体,专门从事测控系统的研发、应用、工程服务及成果推广工作。公司前身为陕西科技大学微机应用研究所,2006年经股份改造,更名为陕西西微测控工程有限公司。 展开更多
关键词 造纸生产 微机应用 产业实体 造纸过程 成果推广 远程服务 测控系统 工程服务 定量控制 外部系统
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基于FPGA和CCD相机的纸病检测系统的设计与实现 预览 被引量:4
10
作者 汤伟 先通 +2 位作者 邱锦强 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期57-62,共6页
针对高速纸机纸病检测时,图像数据处理量大和实时性的要求,文中采用FPGA(Field Programmable Gate Array)和线阵CCD(Charge-coupled Device)相机技术,介绍了一种高速纸病检测系统的设计。利用FPGA并行性和高速运算能力的特点,控制线... 针对高速纸机纸病检测时,图像数据处理量大和实时性的要求,文中采用FPGA(Field Programmable Gate Array)和线阵CCD(Charge-coupled Device)相机技术,介绍了一种高速纸病检测系统的设计。利用FPGA并行性和高速运算能力的特点,控制线阵CCD实现高速下图像采集和进行纸病图像预处理,抓取出纸病图像并上传到上位机,然后利用灰度阈值分割和二值图像分型盒维数的方法确定纸病类型。结果表明,该设计有效提高了纸病检测速度,降低了成本。 展开更多
关键词 FPGA 纸病检测 SOBEL边缘检测 OPEN CV 分型盒维数
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基于FPGA和DSP的车牌识别系统的研究 预览 被引量:3
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作者 汤伟 先通 《计算机测量与控制》 2016年第2期297-299,共3页
针对常见的车牌识别系统依赖上位机成本高,并且体积较大不利于野外工作的问题,采用了一种以DSP和FPGA为开发平台的车牌识别系统的设计方案;利用FPGA控制CMOS图像传感器进行车牌图像数据的采集,经过图像格式转换之后传送到DSP中,进行车... 针对常见的车牌识别系统依赖上位机成本高,并且体积较大不利于野外工作的问题,采用了一种以DSP和FPGA为开发平台的车牌识别系统的设计方案;利用FPGA控制CMOS图像传感器进行车牌图像数据的采集,经过图像格式转换之后传送到DSP中,进行车牌区域定位、字符分割、车牌识别等操作,最后将识别结果传送到LCD中显示;系统采用CCS(Code Composer Studio)集成开发环境,利用VC++语言编程实现车牌识别算法;通过嵌入式机器视觉库EMCV实现识别算法在DSP中的移植,并在LCD上创建工作窗口显示识别结果,检测速度快,准确率高;实验结果表明,该车牌识别系统的设计方案识别结果准确,功能稳定可靠,有效地解决了常见车牌识别系统成本高,体积大不利于野外工作的问题,达到了设计目的。 展开更多
关键词 FPGA 车牌识别系统 DSP I2C总线
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基于粒子群算法优化干燥部气罩通风系统送风温度 预览 被引量:3
12
作者 李茜 庞肖 +1 位作者 汤伟 《中国造纸》 CAS 北大核心 2016年第8期57-60,共4页
针对卫生纸机吨纸耗汽量高的问题,提出对干燥部气罩通风系统的送风温度进行优化。首先建立数学模型分析送风温度对干燥部能耗的影响,并采用粒子群算法对其进行优化。MATLAB仿真结果表明,在优化后的送风温度下,干燥部吨纸耗汽量存在最小... 针对卫生纸机吨纸耗汽量高的问题,提出对干燥部气罩通风系统的送风温度进行优化。首先建立数学模型分析送风温度对干燥部能耗的影响,并采用粒子群算法对其进行优化。MATLAB仿真结果表明,在优化后的送风温度下,干燥部吨纸耗汽量存在最小值,具有可观的节能效益。 展开更多
关键词 送风温度 粒子群优化算法 节能 MATLAB仿真
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神经网络分数阶PID控制器在纸浆浓度控制中的应用 预览 被引量:2
13
作者 单文娟 汤伟 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期44-48,共5页
分数阶PID控制器继承了常规PID控制器的优点,并且具有更高的控制精度和更强的鲁棒性。针对常规PID控制器在纸浆浓度控制过程中存在的问题,设计了一种基于神经网络的分数阶PID控制器。用分数阶PID控制器代替常规PID控制器,并通过神经... 分数阶PID控制器继承了常规PID控制器的优点,并且具有更高的控制精度和更强的鲁棒性。针对常规PID控制器在纸浆浓度控制过程中存在的问题,设计了一种基于神经网络的分数阶PID控制器。用分数阶PID控制器代替常规PID控制器,并通过神经网络调节分数阶PID控制器的5个控制参数,实现一种参数自整定的PID控制器。仿真实验结果表明,神经网络分数阶PID控制器比常规PID控制器的控制精度高,对纸浆浓度的控制更稳定;采用神经网络分数阶PID控制器控制纸浆浓度是切实可行的,具有很好的推广应用前景。 展开更多
关键词 纸浆浓度 分数阶PID控制器 神经网络 自整定
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卫生纸机扬克缸蒸汽冷凝水系统的设计及热力平衡计算 预览
14
作者 李茜 庞肖 +1 位作者 汤伟 《中华纸业》 CAS 2016年第8期65-69,共5页
针对造纸行业中卫生纸机环境污染严重等问题,介绍了一种基于可调热泵的烘缸供汽/气罩干燥热力系统的协同控制方案。并以一个卫生纸机实际生产工艺条件为案例,详细地对系统中的耗热量、耗汽量、蒸汽管径进行了热平衡计算,以此说明新的蒸... 针对造纸行业中卫生纸机环境污染严重等问题,介绍了一种基于可调热泵的烘缸供汽/气罩干燥热力系统的协同控制方案。并以一个卫生纸机实际生产工艺条件为案例,详细地对系统中的耗热量、耗汽量、蒸汽管径进行了热平衡计算,以此说明新的蒸汽冷凝水系统具有可观的节能效益。 展开更多
关键词 可调热泵 蒸汽冷凝水系统 协同控制 热平衡
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卫生纸机蒸汽冷凝水系统热泵的利用及其效果
15
作者 李茜 庞肖 +1 位作者 汤伟 《纸和造纸》 2016年第3期7-10,共4页
针对造纸行业中卫生纸机吨纸耗汽量高的问题,提出了以步进电机替代可调式热泵中气动薄膜执行机构的方案,并在卫生纸机改造中作了初步应用,通过现场验证,该方案吨纸汽耗降低约20%,具有可观的经济效益。
关键词 烘缸供汽系统 步进电机 节能降耗
基于改进的PSO算法在纸机干燥部压力控制PID参数整定中的应用 被引量:3
16
作者 李茜 庞肖 +1 位作者 汤伟 《纸和造纸》 2016年第10期4-6,共3页
纸机干燥部的蒸汽压力控制直接影响蒸汽消耗量以及纸张的质量,针对干燥部的工况多变,选用传统PID不易控制,标准粒子群算法寻优精度不高、易导致早熟现象等缺陷,提出一种改进的粒子群算法来自整定PID参数,通过引入线性递减的惯性权重ω... 纸机干燥部的蒸汽压力控制直接影响蒸汽消耗量以及纸张的质量,针对干燥部的工况多变,选用传统PID不易控制,标准粒子群算法寻优精度不高、易导致早熟现象等缺陷,提出一种改进的粒子群算法来自整定PID参数,通过引入线性递减的惯性权重ω来协调PSO的全局和局部寻优能力。MATLAB仿真实验表明,采用改进的粒子群算法整定后的干燥部压力控制PID有更好的鲁棒性和响应速度。 展开更多
关键词 干燥部压力 粒子群算法 PID参数自整定 MATLAB仿真
卫生纸机蒸汽冷凝水系统的设计与实现
17
作者 李茜 庞肖 +1 位作者 汤伟 《造纸科学与技术》 2016年第4期66-70,共5页
本文通过介绍热泵的调节机理,对传统卫生纸机干燥部蒸汽冷凝水系统进行分析后,从节能降耗的角度出发,设计了一套基于S7-300PLC的国产卫生纸机蒸汽冷凝水系统,并阐述了具体的控制方案和控制算法。主要包括:烘缸进出口差压自动控制、热... 本文通过介绍热泵的调节机理,对传统卫生纸机干燥部蒸汽冷凝水系统进行分析后,从节能降耗的角度出发,设计了一套基于S7-300PLC的国产卫生纸机蒸汽冷凝水系统,并阐述了具体的控制方案和控制算法。主要包括:烘缸进出口差压自动控制、热泵开度低选控制、闪蒸罐液位连锁控制等。实际应用效果证明本方案的有效性和可行性。 展开更多
关键词 可调热泵 蒸汽冷凝水系统 DCS S7-300PLC 节能降耗
模糊PID复合控制在干燥部温度控制中的应用 被引量:1
18
作者 李茜 庞肖 +1 位作者 汤伟 《纸和造纸》 2016年第8期2-4,共3页
纸机干燥过程中烘缸表面温度控制直接影响纸张水分含量和收缩率,由于烘干过程十分复杂。选用传统PID不易控制,根据模糊控制不需要精确模型、鲁棒性强等特点。本文提出了一种模糊PID复合控制算法来进行PID参数自整定。MATLAB仿真实验... 纸机干燥过程中烘缸表面温度控制直接影响纸张水分含量和收缩率,由于烘干过程十分复杂。选用传统PID不易控制,根据模糊控制不需要精确模型、鲁棒性强等特点。本文提出了一种模糊PID复合控制算法来进行PID参数自整定。MATLAB仿真实验表明,采用新算法整定后的PID参数使本控制系统具有更好的鲁棒性和响应速度。 展开更多
关键词 烘缸温度 模糊PID复合控制 PID参数自整定 MATLAB仿真
纸张横向定量数据的小波去噪 预览
19
作者 刘文波 汤伟 +1 位作者 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期53-57,共5页
针对纸张横向定量控制中的测量数据去噪,在对横向定量测量数据特性进行分析的基础上,提出了一种改进阈值小波去噪方法,并进行了仿真对比分析。结果表明,相对于传统去噪方法,该方法具有较好的去噪效果,去噪后的波形更为平滑,更接近于原... 针对纸张横向定量控制中的测量数据去噪,在对横向定量测量数据特性进行分析的基础上,提出了一种改进阈值小波去噪方法,并进行了仿真对比分析。结果表明,相对于传统去噪方法,该方法具有较好的去噪效果,去噪后的波形更为平滑,更接近于原始横向定量数据,有利于进一步实施控制。 展开更多
关键词 横向定量 小波 阈值 去噪
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一种唇板微调式横向定量控制系统的设计与实现 被引量:1
20
作者 刘文波 汤伟 +1 位作者 《纸和造纸》 2015年第6期7-11,共5页
为了提高造纸生产过程中纸张横向定量分布的均匀性,设计了一种通过改变流浆箱唇板开度实现纸张横向定量调节的控制系统,由定量检测部分、控制部分和执行机构三部分组成。控制部分通过与检测部分之间进行数据交换获取横向定量数据,利用... 为了提高造纸生产过程中纸张横向定量分布的均匀性,设计了一种通过改变流浆箱唇板开度实现纸张横向定量调节的控制系统,由定量检测部分、控制部分和执行机构三部分组成。控制部分通过与检测部分之间进行数据交换获取横向定量数据,利用模糊控制策略得到控制输出,并输出至执行机构对唇板开度进行微调,从而实现横向定量的调节。系统可实现手动远程调节、自动调节两种方式,能有效改善横向定量分布均匀性。 展开更多
关键词 唇板微调 横向定量 OPC
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