钕铁硼氢粉碎过程平行控制方法研究

摘要

钕铁硼永磁材料在各行业的应用十分广泛，对国民经济发展的作用不可忽视。近年来，氢粉碎工艺在钕铁硼生产制备过程中作用愈发突出，针对钕铁硼氢粉碎工艺过程中的自动控制也成为研究的热点问题。钕铁硼合金氢爆过程的时变、耦合和非线性等特点给自动控制带来了较大困难，而且粉碎程度无法在线监测，高水平自动化控制不易实现。本课题在深入分析了氢粉碎工艺和原理的基础上，采用案例推理的方法从历史数据库中找到与当前生产最相似的案例作为控制目标，结合平行控制的思想，建立吸氢过程的动态机理模型和参数预测模型作为钕铁硼氢粉碎人工系统的组成部分，通过仿真实验和理论计算的方法验证模型的正确性，并针对该人工系统利用自适应动态规划的方法设计控制策略，实现人工系统和实际系统的双闭环控制。
　　论文的主要内容包括以下部分：
　　1、钕铁硼氢粉碎原理及其工艺流程分析。
　　2、利用案例推理的方法建立钕铁硼氢粉碎案例推理控制系统，对钕铁硼氢粉碎过程进行控制参数的优化并通过检索得到控制当前实验过程的最优案例。
　　3、根据平行控制的理论建立钕铁硼氢粉碎人工系统，包括利用数学建模的方法建立动态机理模型，利用BP神经网络方法建立温度、压力和吸氢量的参数预测模型。为验证两个模型的正确性进行了模型仿真实验，实验结果证明动态机理模型和神经网络模型都可以很好地描述实际系统。
　　4、在人工系统基础上设计基于自适应动态规划方法的最优控制策略，实现人工系统的闭环控制，并结合实际系统实现双闭环控制，最终建立完备的钕铁硼氢粉碎平行控制系统。
　　本课题提出利用平行控制的思想对钕铁硼氢粉碎过程进行控制，是实现氢粉碎工艺高水平自动化控制的一项有价值的探索，对该领域后续的研究工作具有开拓性的意义。

目录

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1 绪论

1.1 烧结钕铁硼制备工艺

1.2 氢碎炉设备现状

1.3 氢粉碎工艺分析

1.4 课题研究内容及结构安排

2 预备知识

2.1 案例推理

2.2 ACP理论及平行控制方法

2.3 自适应动态规划

2.4 钕铁硼氢粉碎工艺平行控制系统框架

2.5 本章总结

3 钕铁硼氢粉碎案例推理系统

3.1 应用背景及可行性分析

3.2钕铁硼氢粉碎案例推理系统设计

3.3 案例推理系统界面

3.4 本章小结

4 氢粉碎人工系统的构建

4.1 吸氢过程机理分析

4.2 钕铁硼氢粉碎动态机理模型

4.3 基于BP神经网络的预测模型

4.4本章小结

5 动态规划在氢粉碎平行系统中的应用分析

5.1 动态规划的迭代运算

5.2 启发式动态规划HDP

5.3 HDP在氢粉碎平行控制中的应用

5.4 本章小结

总结

参考文献

附录 氢碎炉系统及上位机监控主画面

在学研究成果

致谢