大容积液体pH值控制系统中专家模糊控制应用的研究

摘要

在铁路罐车清洗检漏这一生产环节中，为了避免由于检测液对罐车表面造成氧化生锈，需将检测液pH值进行调节，使其呈强碱性以满足生产要求。传统方法一般为人工调节，生产效率不高，调节精度较低。因此针对这一生产过程中所需检测液pH值调节控制的具体问题，并达到提高生产效率，避免罐体氧化生锈，以及减少劳动力投入的目的。在进行全面详尽的工作现场生产条件考察，以及对原本控制方法和相关数据的收集研究的基础上，本文给出了一个新的具体可行的智能控制方法，并设计了一套完整的控制系统，大大提高了生产的效率。
　　根据实际生产条件，并对目前常用控制方案的比较分析，本文提出的以模糊专家控制方法为核心的智能控制方法，是针对液体pH值控制过程这种具有非线性、大滞后性特点的一种智能控制方法，具有一定的预判断性，并能够简化部分计算过程，减少计算量，在满足一定控制精度的前提下，提高控制速度。控制系统的开放性特点还能使其数据库和规则库在生产过程中，根据生产条件的变化进行相应的调整，使控制方法更加完善，满足各种不同的控制需求。
　　本文所设计的模糊专家控制系统为基于PLC的控制系统，由PLC处理各传感器及变送器所收集的数据，进行模拟量和数字量之间的转换，且完成根据模糊算法和控制规则经过运算处理给出相应的控制输出量的过程。
　　本系统已在实际生产中投入使用，并取得了良好的控制效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题研究背景及意义

1．2 国内外pH值控制系统的研究现状及发展趋势

1．3 本论文的主要研究工作

第二章 大容积液体pH值控制系统

2．1 pH值的相关阐述

2．1．1 pH值的概念

2．1．2 pH值的特性

2．2 液体pH值控制过程及控制难点

2．2．1 pH值控制系统的结构

2．2．2 被控对象的数学模型

2．2．3 pH控制的难点分析

2．3 液体pH值控制系统的常用控制方法

2．3．1 非线性问题的线性化处理方法

2．3．2 自适应控制

2．3．3 预测控制

2．3．4 模糊控制

2．4 本章小结

第三章 专家模糊控制系统

3．1 模糊控制的基本原理

3．1．1 模糊控制的产生背景及发展前景

3．1．2 模糊控制的数学基础

3．1．3 模糊推理的基本原理

3．1．4 模糊控制器的设计

3．2 专家系统的基本原理

3．2．1 专家系统的概念及特点

3．2．2 专家系统的结构

3．3 专家模糊控制系统

3．3．1 专家模糊控制系统的结构

3．3．2 专家模糊系统的建立

3．4 本章小结

第四章 专家模糊控制在大容积液体pH值控制系统中的应用

4．1 系统控制方案的确定

4．1．1 实际生产条件的相关要求

4．1．2 控制方法的选择

4．2 大容积液体pH值的专家模糊控制系统的构成

4．2．1 控制系统的结构

4．2．2 系统的控制流程

4．3 pH值过程控制的专家模糊控制器的设计

4．3．1 模糊控制器的设计

4．3．2 知识库和规则库的设计

4．4 大容积液体pH值控制系统的实际应用

4．4．1 系统控制结构及控制过程介绍

4．4．2 控制系统的硬件设计说明

4．4．3 实际生产应用效果分析

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 本文主要工作总结

5．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录