东北大学 复杂工业过程的智能检测与先进控制装置

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1、“985工程”流程工业综合自动化科技创新平台学术方向建设《项目指南》（第一批）学术方向：复杂工业过程的智能检测与先进控制装置责任教授：王福利流程工业综合自动化科技创新平台二ΟΟ六年五月二十八日--一、研究方向支持的主要领域检测与先进控制资助检测技术与自动化装置、先进控制技术及相关交叉学科领域的基础理论和关键技术研究，主要资助以下研究主题：1）复杂过程建模与优化；2）连铸生产过程参数专用检测技术；3）复杂过程故障检测及诊断；4）多总线系统集成设计理论及应用；5）过程控制器的评估理论及方法；6）不确定性时滞系统的鲁棒故障辨识；7）多智能体控制策略；8）容错控制技术；9）气力输送粉体流动参数可视化监

2、控系统；10）粉尘浓度在线检测技术。二、研究方向建设的总体目标1)凝炼检测技术与先进控制学术方向，将其建设成为国际先进、国内领先的学术方向；2)形成一支以责任教授为核心、以国家自然科学基金获得者为主要学术骨干、以创新团队为核心的年龄和知识结构合理的基础研究与应用研究相结合的研究队伍；3)取得一批代表性的具有国际先进水平的科研成果；4)申请省级自然科学基金、国家自然科学基金等5项以上；5)在国内一级期刊及国际杂志上发表论文70篇以上，被三大检索收录47篇以上；6)培养博士研究生18名以上，硕士研究生70名以上。三、建议课题课题1：复杂过程建模与控制1.1、研究目的与意义：--系统建模是控制理论研

3、究的一个重要分支，它是控制系统设计的基础。随着控制过程复杂性的提高，控制理论的应用日益广泛。神经网络领域取得的研究成果，给非线性系统的建模提供了一定的途径。目前，基于神经网络的建模方法尚处于探索阶段，这就需要我们做进更深、更广的研究，以使其逐渐趋于完善。虽然，从理论上来讲，神经网络具有逼进任意非线性函数的能力，但直接将其应用于复杂生产过程的建模还存在许多问题。因此，本课题组针对复杂过程，针对基于神经网络的各种混合建模方法进行深入研究。通过该课题的研究，使得神经网络在复杂系统建模这一方向上达到一定的学术水平，并利用已有的生物发酵实验装置、注塑成型装置对提出的建模方法进行不断的改进和完善，整理出一

4、批有价值的学术论文，在重要的国际、国内学术会议和刊物上发表。研究出适合于复杂系统建模及控制的应用软件包，并将其推广应用于实际的过程，产生一定的经济效益和社会效益。随着现代工业技术的进步，工业生产逐步向综合化方向发展，生产规模越来越大，流程日益复杂。为保证生产过程安全平稳、高效低耗、运行于最佳工况，就必须提高生产过程的优化控制水平。所以，研究面向存在非线性、不确定性、大时滞、参数分步性与时变性等内在的复杂机理问题的工业过程建模与优化问题及其相关技术具有重要的理论与现实意义。预期目标：1）在国际杂志及重要国际会议上发表论文5篇以上，在国内一级及核心期刊上发表论文5篇以上；2）发表的论文被三大检索收

5、录5篇以上；3）申请省部级基金项目1项；4）培养博士研究生3名以上，硕士研究生6名以上。1.2、主要研究内容1)基于先验知识的机理建模技术的研究；2)基于数据的智能建模技术的研究；3)机理模型与智能模型相结合的混合建模方法研究；4)过程模型实时校正方法的研究；5)基于在线子阶段划分的分阶段过程优化方法的研究；6)过程优化模型评估机制的研究；7)在线过程优化算法与实施方法的研究。1.3研究期限：2005年1月1日至2007年12月31日1.4拟支持经费：5万元课题2：连铸生产过程参数专用检测技术的研究2.1、研究目的与意义：检测技术是实现工业自动化的重要技术基础，参数的检测精度直接影响优化控制模

6、型的应用效果。当今，工业过程自动化发展的最大阻碍是许多久攻不下的难测工艺参数不能实现在线检测。这些工艺参数靠传统的方法和仪表是无法胜任的，因此检测技术发展趋势已从常规的检测方法和装置的研究转为难测参数的专用检测方法和专用装置的研究开发。连铸生产过程的自动控制一直是国际难题，其主要原因是在连铸现场高温、高湿度、低能见度的恶劣环境下，许多关键工艺参数的准确在线检测仍未解决，如：钢水温度的连续测量、连铸二冷区铸坯表面温度的检测、铸坯表面的换热系数的检测等。开发这些参数专用检测技术迫在眉睫。本项目正是以上述这些参数的检测作为主要研究内容，集中力量攻克这些难题。--我国连铸坯年产量约2.6亿吨，在钢铁工

7、业乃至国民经济中都占有重要地位。连铸生产过程参数检测关键技术的解决，必将带动连铸生产过程的综合控制与管理总体水平的提高，并产生重大的经济和社会效益。预期目标1）拟在国际杂志及重要国际会议上发表论文5篇以上，在国内一级及核心期刊上发表论文5篇以上；发表的论文被三大检索收录8篇以上；2）申请省级自然科学基金，国家自然科学基金等1项以上；3）培养博士研究生3名以上，硕士研究生10名以上。2.2、主要研究