基于cps原理的钨离子交换冶炼过程控制系统研究

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2、制工程？．／研究生姓名徐鹏＜，：导师姓名、职称刘飞飞教授二０—六年六月．＇品．．－，＾－考－一：＇一叫，ＳＬ？，‘．＂？：ｒ＇一－户－ｒ－捂…．车．１诚今，已？ｂ＇－＇Ｉ－、一、＜＇■Ｔ＇．？马二■一‘Ｖ学位论文独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含已获得江西理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料

3、一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示谢思。一。实么，相关申请学位论文与资料若有不处本人承担切责任；研生签名：时间月曰究年棘瞒／名（论学位文版权使用授权书本完全解江理工大学关收集、保、使用学位论文的规定：即学校有权人了西于存，论全或保存提交学位论文印刷本和电版本学校有权将将学文文的部者部按要求的子＇、、，汇内编入有关数进检索并用印印或归描等复制手段保存编分容据库行采影缩；权家有或构送交论的复印件电供查阅和借阅学校有按有关规定向国关部口者机文和送版。本允许本学论被查阅和借阅，意学校向国家

4、有关部口或机构交论文子人位文同。电，通过网向社众提供信息务的复印件和子版并络会公服保密的学位论文在解密后适用授书本权（）论文者签名手导师签名巧写）学位作写２＾签６：＞６签曰；／年曰字曰期月字期（月＾＞（６江西理工大学硕士学位论文摘要摘要钨是一种战略元素，广泛应用于冶金、航天、军工等领域。钨离子交换冶炼工艺具有机理复杂、影响因素多、流程长等特点。当前以DCS为代表的工艺控制系统存在协调不及时和过程参数难以在线预测的问题，影响了工艺过程的连续性、稳定性及产品收率。本文以赣南某上市钨冶炼企业的钨离子交换冶炼工艺过程为研究对象，在分析过程特征

5、和主要影响因素的基础上，基于信息物理系统（CPS）实时感知和动态协调原理，提出了一种三层CPS结构的钨离子交换冶炼工艺过程控制系统。本文主要的研究工作和结论如下：（1）对钨离子交换冶炼过程各阶段工艺机理进行了分析，总结了工艺过程的特点。对生产过程历史数据利用偏相关分析法找出了影响工艺指标的主要参数，提出了一种具有健壮性和稳定性的三层CPS控制结构，分别为现场层、节点控制层和决策层，为钨冶炼过程控制提供了新的解决方案。（2）针对当前工艺控制系统局部单元自适应能力不足的问题，设计了基于实时嵌入式技术的CPS智能节点，通过数据采集单元感知生产过程状态，与同层其他节点进

6、行信息交互，接收决策层的优化控制策略，控制执行器调节物理设备状态，解决了局部优化和封闭生产的问题，达到动态协调工作的效果。（3）在系统决策层，重点研究了一种在线实时预测模型，该模型以先验数据和过程状态参数为输入，利用超限学习机（ELM）快速学习特性，通过Bootstrap对ELM隐含层权值和偏差进行约束，在保证精确性的情况下实现了在线预测功能。运用该模型对生产过程中粗钨酸钠溶液除磷终点进行了预测，结果表明该模型具有良好的预测速度和精确性，解决了系统对操作参数动态调节滞后的问题。通过应用CPS原理构建钨离子交换冶炼过程的控制系统，研究结构下智能控制节点和实时预测模

7、型，能够有效的降低产品质量和工艺参数的波动，提高生产过程效率，具有实用性和经济价值。关键词：过程控制；信息物理系统（CPS）；智能节点；超限学习机（ELM）；钨冶炼IAbstractAbstractTungstenisakindofstrategyelementwidelyusedinareaslikemetallurgy,aerospaceandmilitary.Tungstenionexchangesmeltingprocessisadynamicsystemwithcomplexmechanism,manyinfluencingfactorsandlong

8、process.Trad