版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、面對日益增加的能量消耗以及嚴重的環(huán)境污染,節(jié)能減排已成為我國的基本國策,改變現(xiàn)有的以煤、石油為主的化石燃料加熱方式,使用清潔能源刻不容緩。微波能是一種清潔能源,可以通過使用電能的方式產(chǎn)生,可用于眾多工業(yè)熱處理領(lǐng)域。相較于傳統(tǒng)加熱方式,微波能在眾多工業(yè)領(lǐng)域顯露出卓越的節(jié)能省時特性,受到越來越多研究人員與公司的重視。但微波能應(yīng)用需要解決兩大問題:熱失控與熱不均,熱失控會導(dǎo)致加熱媒質(zhì)損壞,更嚴重的情況下會導(dǎo)致加熱腔體爆炸,而熱不均會影響最終加
2、熱效果,導(dǎo)致媒質(zhì)不同位置溫度差異很大。本文的研究工作主要針對工業(yè)微波加熱特點,基于微波加熱過程中微波功率分布和媒質(zhì)介電特性等先驗性知識,分析微波加熱過程中溫度場非均勻性、媒質(zhì)溫度辨識、熱點溫度控制以及多目標優(yōu)化問題,改善微波加熱媒質(zhì)溫度場非均勻性,實現(xiàn)熱點溫度控制。
增加微波輸入饋口,可以改善加熱媒質(zhì)溫度場均勻性,但現(xiàn)有的研究多關(guān)注于微波源在反應(yīng)腔體外壁饋口位置優(yōu)化選擇,對加熱過程中微波源輸入功率及相位的主動控制實現(xiàn)溫度場均勻
3、性較少研究。加熱媒質(zhì)在兩個輸入源下溫升過程是多輸入源的一種典型情況,本文對兩輸入微波源作用下的加熱媒質(zhì)溫度場均勻性實現(xiàn)進行了分析。通過改變微波源入出功率和相位,可以在媒質(zhì)的任意位置得到希望的功率分布,以此可以得到在時間維度上均勻的微波功率分布,基于此設(shè)計了布谷鳥搜索結(jié)合滑模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制算法,對兩個微波輸入源的功率和相位進行實時控制,實現(xiàn)均勻的溫升過程。同時,考慮實際情況下,微波源實際輸入功率和相位與控制算法計算值存在誤差,對微波源輸入
4、功率在計算值100±40%范圍內(nèi)隨機變化、相位差在計算值100±20%范圍內(nèi)隨機變化以及溫度傳感器存在0.3±0.3 K范圍內(nèi)隨機變化誤差的情況進行了仿真計算,仿真結(jié)果表明:布谷鳥搜索結(jié)合滑模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法可以得到媒質(zhì)溫度場均勻的溫升過程。通過與遺傳算法比較分析可知,布谷鳥搜索算法可以在更短時間內(nèi)得到更優(yōu)的輸入功率值。
在微波加熱過程系統(tǒng)辨識研究中,一般采用多層前向靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但由于微波加熱是時變系統(tǒng),且一種訓(xùn)練好的模型在媒質(zhì)
5、加熱環(huán)境發(fā)生變化的情況下難以應(yīng)用,因此需要實時采樣過程數(shù)據(jù),導(dǎo)致靜態(tài)模型難以準確描述微波加熱過程。本文提出了一種遞歸自進化模糊量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,用以對微波常規(guī)加熱與干燥過程進行系統(tǒng)辨識,該模型通過實時采樣微波加熱過程數(shù)據(jù),實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及結(jié)構(gòu)更新,以得到最佳的辨識結(jié)果。遞歸自進化模糊量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將微波輸入功率及先前狀態(tài)信息作為輸入層用以預(yù)測下一時刻的狀態(tài)數(shù)據(jù),在溫度辨識中, 辨識誤差可以控制在1K以內(nèi)。將遞歸自進化模糊量子神
6、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于在動態(tài)系統(tǒng)辨識與混沌模型預(yù)測,通過與現(xiàn)有的耦合局部反饋遞歸自進化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與泛函連接交互式遞歸自進化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比較分析,可以得出該模型在相同的訓(xùn)練周期下,具有更優(yōu)的辨識能力。
在微波加熱過程中,在先驗知識可用與不可用情況下,本文設(shè)計了兩種不同的控制算法。在先驗知識可用的情況下,提出Lambert定律結(jié)合實時溫度信息算法計算微波功率分布,仿真結(jié)果表明該算法可以得到比Lambert定律準確性更高的計算結(jié)果。基于此算
7、法,在過程參數(shù)近似已知情況下,進一步提出了模型預(yù)測控制算法,實現(xiàn)媒質(zhì)溫度準確跟蹤預(yù)期軌跡。但更普遍的情況是微波加熱過程中無可用先驗知識,在反應(yīng)腔體內(nèi)部,微波功率通常是非均勻性分布,并且該時變系統(tǒng)過程參數(shù)基本上是未知的?,F(xiàn)有的控制方法有比例積分微分(PID)控制、線性化跟蹤控制、經(jīng)驗公式、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制器等,但這些算法具有如:誤差大、需要系統(tǒng)參數(shù)、泛化能力差、需要大量訓(xùn)練等缺點,因此需要研究一種具有更廣應(yīng)用范圍、參數(shù)容易確定、控制
8、精度較高的控制算法。本文提出滑模徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法對單微波輸入和微波結(jié)合空氣熱對流輸入情況下的控制輸入設(shè)計問題進行了分析。針對加熱過程在相同實驗條件下,可以多次重復(fù)與難以重復(fù)的情況,提出了相應(yīng)的固定學(xué)習(xí)速率控制算法及自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率控制算法。在單微波輸入中,該算法在仿真與實際實驗中,均獲得良好的控制效果,在實際應(yīng)用中,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程,溫度跟蹤誤差可以逐漸收斂到1K以內(nèi)。在微波結(jié)合空氣熱對流多變量仿真實驗中,該算法可以計算得出合
9、適的微波功率與熱對流控制輸入值,保證媒質(zhì)溫度準確跟蹤預(yù)設(shè)軌跡。
在微波加熱過程中,針對控制目標,如:溫度、能量利用率、含水率等過程變量,為實現(xiàn)多目標優(yōu)化控制,確定最優(yōu)輸入功率,本文研究了一種針對微波干燥過程的多目標預(yù)測優(yōu)化算法。根據(jù)微波干燥過程的時變特性,提出了基于遞歸自進化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多目標預(yù)測優(yōu)化控制算法。在紅衫木干燥仿真實驗中,選取溫度和含水率作為控制對象,通過應(yīng)用遞歸自進化模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多目標預(yù)測優(yōu)化控制算法,可以實現(xiàn)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 微波加熱過程中熱點效應(yīng)的試驗與模擬研究.pdf
- 基于熱動力學(xué)模型的液-固媒質(zhì)微波加熱過程優(yōu)化控制.pdf
- 環(huán)形加熱爐加熱過程優(yōu)化控制.pdf
- 連鑄坯感應(yīng)加熱過程建模與優(yōu)化控制研究.pdf
- 鋼鐵冶金加熱過程建模與綜合優(yōu)化控制方法的研究.pdf
- 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的焦爐加熱過程建模與優(yōu)化控制.pdf
- 微波加熱過程有限維熱-電磁耦合建模及魯棒溫度控制.pdf
- 微波爐加熱均勻性研究.pdf
- 基于無模型自適應(yīng)的微波加熱過程溫度控制研究.pdf
- 基于多率自適應(yīng)的微波加熱過程的溫度控制研究.pdf
- 金屬工件加熱過程的在線仿真與監(jiān)控優(yōu)化研究.pdf
- 基于數(shù)據(jù)挖掘的焦爐加熱過程建模與優(yōu)化.pdf
- 微波路面除冰設(shè)備加熱均勻性的研究.pdf
- 高頻電磁烘筒加熱過程建模與控制方法研究.pdf
- 瀝青微波現(xiàn)場熱再生裝置加熱均勻度研究.pdf
- 熱成型機中聚合物加熱過程溫度控制的研究.pdf
- 無機膠凝材料微波加熱過程的數(shù)學(xué)模擬研究.pdf
- 高溫電加熱過程模擬與優(yōu)化的研究.pdf
- 熱成型機中聚合物加熱過程溫度控制的研究
- 低壓轉(zhuǎn)子加熱過程模擬及工藝優(yōu)化.pdf
評論
0/150
提交評論