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关键词： DCS   锅炉   电气自动控制系统  

摘要： 随着我国工业化进程的不断推进，工业自动化控制系统不断发展，在该系统中，集散控制系统（DCS）锅炉自动控制系统占有重要地位，DCS可实现对局域网络更好地利用，更大程度地发挥网络的可靠性与实时性，被广泛应用于工业自动化控制领域。本文简述DCS的一系列功能，分析其特征与设计原则，总结其常出现的故障，并提出合理的改进措施，旨在推动DCS的发展，为提高我国的现代化工业生产水平提供一定的助力。

关键词： 泵站   自动控制   升级改造   PLC  

摘要： 本文提出一种尾矿库回水系统的自动化改造方案，针对性解决牦牛坪稀土矿回水系统存在的控制方式落后、设备运行状态监控不全和远程自动控制功能缺失等问题。对现场各泵站的控制站提出具体改造方案，同时在值班室增加上位机操作站点，并实现与远方选矿厂调度室DCS系统的连接，以实现全面的远程监控与自动控制功能。

关键词： 农田灌溉   节水灌溉   PLC   自动控制器  

摘要： 针对目前农业灌溉控制系统自动化程度低、节水能力不足易造成水资源浪费等问题，本文基于可编程逻辑控制器（PLC）对农业节水灌溉自动控制器进行设计。该装置以PLC模块为核心构建节水灌溉架构，联合中央处理器、射频信号传感器及各类传感器，以监测终端获取的信号作为输入，由微处理器转化为计算机可识别的脉冲信号，经计算确定出最合适的灌溉时机与灌溉值，并利用PID控制实现恒压供水，以达到节水灌溉的目的。实际应用效果表明，本文设计的节水灌溉自动控制器响应时间短，各项功能均完好，节水控制误差不超过1%，自动节水效果良好。

关键词： 人工智能   地下矿山   溜井除尘   自动控制系统  

摘要： 本文设计了一种基于人工智能的地下矿山溜井除尘自动控制系统。该系统通过集成智能感知技术、神经网络算法及模糊逻辑控制，实现了对溜井内部粉尘浓度的实时监测与高效控制。实验结果表明，该系统在提高除尘效率、降低能耗，以及增强系统适应性方面表现出显著优势。通过构建这样一个系统，为地下矿山的安全生产和环境保护提供了新的解决方案。

关键词： 绿色糖化   自动控制   节能降耗   啤酒生产   可持续发展  

摘要： 随着我国经济的飞速发展,啤酒工业也得到了空前的发展,中国已成为全球最大的啤酒生产国和消费国。然而,与啤酒生产强国相比,我国啤酒生产在能耗和自动化生产技术方面仍存在一定差距。国内大部分啤酒生产存在能耗高、效率低、质量不稳定和自动化水平不高等问题。数据显示,糖化是啤酒生产过程中能耗最高、排污量较大的工序,在资源节约和环境保护日益受到重视的背景下,传统啤酒糖化工艺面临着转型升级的需求。因此,为了实现啤酒的绿色生产,本文针对大型啤酒厂提出并设计了一套绿色节能型糖化系统,旨在优化工艺流程、实现资源的高效利用,并通过自动化控制提升生产效率和产品质量。本文的主要研究工作包括:1)糖化工艺的优化:对糖化过程中的煮沸工序进行了优化,将其升级为低压动态煮沸,节约了50%的煮沸时间;2)工艺计算和设备设计:根据产品方案和物料衡算基础数据对年产40万吨啤酒厂的物料、水量、热量及耗冷量进行了计算,并在此基础上完成了糖化系统主体设备设计;3)自动化控制:采用西门子S7-1500系列PLC控制,分析糖化过程的自动控制要求,搭建自动控制系统架构,设计糖化过程全自动化控制方案,实现了糖化过程的自动监控和调控,显著提高了操作的精准度和生产的连续性,降低了能耗、人力成本和潜在的人为错误;4)绿色系统建设:分析糖化系统的能源消耗,设计了热能回收系统和高温冷凝水回收系统,以上两个系统分别可以节省蒸汽31428t/年、19644.75t/年。根据实际生产过程中存在的问题,设计了自动酒花添加系统,实现了酒花添加过程的全自动化,减少物料损耗和人力成本。 本研究不仅为啤酒行业提供了一种高效的绿色节能型糖化系统解决方案,为啤酒生产的绿色转型提供了理论指导,也对其他行业的节能减排具有一定的参考价值。

关键词： 干涉法   相位噪声测量   衰减器   移相器   自动控制  

摘要： 在高性能测试、雷达和通信系统中,相位噪声已成为公认的关键性能参数,对于各类二端口器件的附加相位噪声的测量,能够得到二端口器件对于系统整体的相位噪声的影响,进而提升系统的相位噪声表现,对于二端口器件的附加相位噪声的测量进行深入的研究和理解具有重要的理论和实践意义。 本文对于基于干涉法的相位噪声测量系统进行了研究,首先介绍了相位噪声的基本原理,包括其定义和表征,还有其幂律谱模型。然后总结了常见的频率源相位噪声测量方法,并分析它们的优缺点。随后介绍了用于测量附加相位噪声的饱和式相位噪声测量方法与干涉法,详细介绍了它们的结构,并且分析了它们测量附加相位噪声的原理,以此来说明干涉法的优势。 之后本文设计了基于干涉法的相位噪声测量系统的核心部分的定向耦合器、衰减器与模拟移相器,并对它们进行了测试。由于载波抑制度会随着时间的增加而变小,因此使用单片机进行自动控制。其中检波器与ADC负责检测载波抑制后的功率大小,DAC负责控制模拟移相器和衰减器的电压。测得该自动控制系统能在2分钟内将输入功率为-2 dBm的信号抑制到-64 dBm,符合基于干涉法的相位噪声测量系统的要求。 接下来,本文搭建基于干涉法的相位噪声测量系统,该系统在10 GHz的频率处,测量得到系统的本底噪声为-169 dBc/Hz@10 k Hz,且在偏离1 k Hz处的本底噪声为-159 dBc/Hz,可用于对于各类有源二端口器件的附加相位噪声检测。本文对放大器、电调衰减器和电调移相器进行了附加相位噪声的测试。将所搭建的系统与其他相位噪声测量系统进行了对比,虽然本底噪声的表现弱于同样基于干涉法,运用机械衰减器和机械移相器的系统,但是在批量测试与适用性上具有优势。

关键词： 载波抑制   低相位噪声振荡器   鉴频支路   自动控制  

摘要： 随着无线通信技术的日益发展,频率源在通信系统中的地位也愈加重要,对高稳定性低噪声微波振荡器的需求也在不断增多。在微波振荡器的诸多指标中,相位噪声是衡量振荡器优劣至关重要的参数,低相位噪声振荡器成为现如今振荡器技术发展的热门方向。 蓝宝石介质具有较低的损耗角正切,成为了制作介质谐振器的重要材料,本文运用蓝宝石谐振器回音壁模式高Q值的特点,结合谐振器临界耦合并利用载波对消系统搭建了工作于X波段的低相位噪声振荡环路,具体研究包括以下几个方面: 1.设计制作了基于回音壁模式的蓝宝石谐振器,该谐振器谐振于9.84 GHz,常温下无载品质因数高达225000。之后设计了振荡环路电路,仿真设计了包括移相器、耦合器等器件,并完成保持放大器电源供电部分的制作。最后搭建自由振荡环路并测试了其相噪结果——-117.3 dBc/Hz@1 k Hz。 2.完成了检测相位噪声的鉴频支路设计,从理论上分析了鉴频支路的功能与作用,在将鉴频支路搭建完成后,计算得到此时鉴频支路的理论相位噪声为-120.0dBc/Hz@1 k Hz。 3.设计了载波对消系统,仿真设计了系统中的衰减器以及合成器,并完成单片机自动控制系统的设计,在分析了自动控制系统的噪声后设计了自动控制程序,最终通过单片机自动控制可达85 dBc的对消比。将载波对消系统加入后鉴频支路的理论相位噪声降低为-145.6 dBc/Hz@1 k Hz,之后测得基于载波对消技术的低相位噪声振荡器整体相位噪声为:-60.9 dBc/Hz@10 Hz,-89.3 dBc/Hz@100 Hz,-119.7dBc/Hz@1 k Hz,-146.3 dBc/Hz@10 k Hz,-158.8 dBc/Hz@100 k Hz,-164.4 dBc/Hz@1MHz。

摘要： 一、应用项目工程概况及技术背景该音乐喷泉项目处于某县级市人工湖中心，音乐喷泉设计总长90 m，宽50 m，为可升降式音乐喷泉。音乐喷泉主要包括控制室、音乐喷泉基础、浮排、设备4个部分。为使音乐喷泉更好地融入当地人文与自然环境中，设计人员多次实地考察，结合地方文化特色设计了6个水型：金马奔腾、碧鸡展翅、玉柱凌空、盛世花开、翩翩起舞、百变喷泉，主喷水柱高度可达50 m，两侧辅喷高40 m。

关键词： 天环一号(CAT-1)偶极场装置   永磁悬浮系统   自动控制   多层前传网络   线性二次型最优控制  

摘要： 天环一号（CAT-1:China Astro-Torus 1）是国内第一个利用悬浮偶极磁体进行磁约束的装置,相关研究目前处于初步工程设计阶段。超导悬浮线圈（Floating Coil-FC）是CAT-1装置的核心部件,用来产生闭合偶极磁场及约束等离子体,FC超导环上方是托举线圈（Levitation Coil-LC）,用于为FC环提供非接触电磁力支撑,采用悬浮环的优点是可避免等离子体碰撞损失。FC线圈的悬浮平衡与稳定控制技术对于实现CAT-1的物理实验目标以及未来聚变堆商业化应用均具有意义重大。CAT-1装置中,FC线圈环电流5MA、重量约1200kg,悬浮时间大于3h,其磁悬浮平衡与稳定控制技术的研发难度极大,相关的研究在国内尚属空白。早期实验研究可采用一个简单的1.48kg永磁体悬浮实验装置用来开展CAT-1装置悬浮磁体控制系统的实验模拟。尽管该装置简单成本低,但是原理与CAT-1大装置的悬浮原理相同,因此建造永磁悬浮装置对于发展CAT-1的磁体控制系统技术具有重要意义。 本文在前期悬浮磁体系统分析计算基础上,进一步提出了基于铁芯和空芯两种结构,采用了PD/PID控制方法、BPPID神经网络控制理论和LQR线性二次型最优控制理论,建立了稳定悬浮系统的控制系统仿真模型,完成悬浮系统的稳定性控制仿真与分析。主要完成了以下几方面工作:（1）对铁芯托举线圈的悬浮磁体系统,计算出其稳定可控PD参数范围为kd<0,kp<-645.86,结果表明在闭环系统下可控稳定性可能不存在;（2）对空芯托举线圈的悬浮磁体系统,最佳PD控制调节时间为4.75s,最佳PID控制调节时间为4.02s,BP/PID神经网络控制系统模型调节时间为0.19s,LQR线性二次型最优控制系统模型调节时间为0.154s。（3）对四个仿真模型,PD控制系统性能最弱,PID控制系统略强于PD控制系统,但PD/PID控制系统在叠加正态分布干扰N为（0,0.01～2）时均失控;LQR控制系统性能较优于BP/PID神经网络控制系统,但其抗干扰能力较弱于BP/PID神经网络控制系统,后者可承受叠加正态分布干扰N（0,0.09～2）;BP/PID神经网络控制系统每产生一次样本就可以在线调整一下误差和权值,提升系统的性能,即调节时间和鲁棒性。可见,不同方法适用不同装置阶段特点和实验运行要求,根据需要进行选择。 总之,本论文初步完成偶极场永磁悬浮控制系统铁芯和空芯两种机械结构,满足悬浮条件的基本参数,计算了两种机械结构的闭环系统数学模型,建立PD/PID控制系统模型、BP神经网络PID自动控制系统模型和线性二次型最优控制系统模型,完成了分析计算和自动控制系统的参数设计,给出了悬浮控制系统仿真的仿真模型和方法的分析特点,为后续的CAT-1装置初步物理实验研究提供了数据参考,模型支持,为CAT-1装置的建立提供了工作方向。