一类非线性MIMO系统的自解耦控制

为解决传统解耦算法在非线性m输入 m输出(MIMO)系统中参数整定工作量非常大、整体控制性能不佳的问题,提出非线性MIMO系统的自解耦(self-decoupling control,SDC)法. SDC法利用统一的线性扩张状态观测器(LESO)对系统中的耦合部分、非线性部分及扰动部分进行估计并补偿,通过设计合适的控制律实现系统各环节的自解耦,且将系统待整定的参数减少为一个,并应用Lyapunov方法证明了SDC法的稳定性. 两个算例的仿真结果表明:SDC法不仅减少了MIMO系统的待整定参数,而且获得了比传统自抗扰解耦法更好的控制效果.     

大型多支承回转窑设备维护理论研究进展

回转窑设备维护理论是回转窑管理与维护的依据,直接关系着企业的经济效益。回转窑设备维护理论主要包括回转窑力学行为分析、回转窑运行轴线检测与调整、回转窑主体部件健康状态建模三个方面。在分析国内外在这三方面研究成果的基础上,提出了在回转窑设备维护研究中存在的问题和发展的方向。     

回转窑窑壁非稳态传热模型及窑皮厚度优化

烟气、料床、窑壁是回转窑传热过程的三要素,在确定这三要素之间传热量的基础上,建立了回转窑窑壁非稳态传热数学模型。对中铝河南分公司2号窑窑壁的非稳态传热过程进行了数值计算。结果表明:窑体旋转一周,烧成带窑壁内表面温度将在1 232~1 334℃变化,这易导致窑壁热疲劳破坏;窑皮越厚,窑壁的径向温度梯度越小,热应力越低;将烧成带窑皮厚度控制在252 mm,可使烧成带窑壁外表面温度维持在200℃。     

斜压状态下托轮滚圈多体接触的力学特征

根据滚圈处筒体的变形及力平衡条件,建立了计算滚圈与筒体间接触压力分布的数学模型。研究了斜压状态下托轮滚圈多体接触模型的特点,开发了斜压接触下托轮滚圈有限元建模程序,该程序适用于任何载荷、载荷比、偏斜角下托轮滚圈的接触有限元分析。应用均匀设计法,设计了托轮与滚圈多体接触的有限元计算方案,通过计算,得出了托轮与滚圈的应力及变形情况。通过对滚圈的变形椭圆度和内、外表面的最大等效应力进行多元线性回归,得到了滚圈的变形椭圆度和内、外表面的最大等效应力随支承载荷、载荷比、托轮偏斜角的变化公式。     

回转窑轮带在受接触力时的非线性有限元仿真

用有限元非线性分析方法，建立回转窑轮带和托轮接触有限元分析模型；并通过编程计算出轮带和托轮的最佳接触刚度；通过仿真，可绘出整个轮带的应力分布图和变形图。与理论算法比较，此方法所得结果更直接，观察结果更方便，且与理论结果很相近。     

大型多支承回转窑调窑参数模糊优化

分析了大型多支承变截面回转窑的力学特征 ,以回转窑运行轴线偏差最小及各托轮受力均衡为优化目标 ,建立了调窑参数模糊优化模型 ,应用模糊集理论和方法获得了最优解。在中国长城铝业公司氧化铝厂 2 #窑的应用中表明 ,根据本文研究的调窑参数模糊优化结果进行调窑 ,显著提高了回转窑的运转率。     

回转窑运行状态分析与监测研究成果处于国际领先水平

回转窑是冶金、化工、建材等行业生产流程中的核心设备,一次停窑事故将引起整个生产流程的中断,造成重大生产损失,保证其安全高效的运行是企业提高经济效益的关键。回转窑属于重载、超静定系统,运行中由于轴线变化,可导致载荷分配严重不均,从而引发轴瓦发热、烧瓦、托轮断轴、滚圈开裂等多种机械故障及安全事故。     

耦合工况下回转窑热工过程综合数学模型

从回转窑的结构特点及物料运动特性出发,针对回转窑热工过程中所涉及的对流、辐射、传导多种热交换方式及复杂的物理化学反应,应用区段法建立了反映回转窑热工过程特点的综合数学模型。结果表明:大部分区段烟气、料床、窑壁温度分布规律基本相同,但烟气温度高于料床、窑壁温度;在距窑头约10 m处,烟气温度达到最高值1 524℃,随后烟气温度沿轴向下降,到窑尾,烟气温度下降到最低值383℃;料床温度随窑体转速的增加而减低,温度愈高,窑体转速对料床温度的影响愈显著。     

利用Mediva在Delphi环境下实时实现回转窑调窑参数模糊优化

该文以开发中国长城铝业公司氧化铝厂2#回转窑调窑参数模糊优化软件为例,介绍了利用Mediva在Delphi环境下实时实现回转窑调窑参数模糊优化的具体步骤和方法。该技术将Matlab卓越的科学计算能力和Delphi强大的系统开发能力相结合,大大缩短了系统的开发周期,通过改写利用Mediva编译M文件后生成的CPP文件,实现了数据在应用程序之间的传递,通过在VC6.0中创建DLL文件,实现了代码的封装,提高了系统的安全性与可靠性,且程序的运行脱离了Matlab环境,大大提高了运行速度。     

非连续接触下滚圈的接触压力及疲劳寿命预测

建立了非连续接触下筒体-滚圈接触压力的计算模型，得出了滚圈弯矩及弯曲应力计算公式。应用名义应力法和局部应力应变法，建立了滚圈疲劳寿命预测模型。通过实例分析，得出了如下结论：通过调窑，将滚圈的最大支承载荷控制在2500kN以内，能显著提高滚圈的疲劳寿命；在传统设计中，将滚圈支承角定为30°不合理；存在一个最佳滚圈支承角，此时滚圈疲劳寿命最大。