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粉状乳化炸药生产过程控制优化策略研究

杨阳  
【摘要】: 粉状乳化炸药是我国具有自主知识产权的高技术产品,是一种新型的兼具粉状炸药和乳化炸药优点的高性能工业炸药,该炸药广泛应用于交通、水利、电力、城建、采矿、石油勘探等能够国民经济建设的各个行业。目前粉状乳化炸药生产过程控制正朝着提高产品质量、减少能耗、改变传统工艺控制以适应多变市场的方向发展。 本文从工程应用角度,分析粉状乳化炸药生产工艺机理及控制要求。乳胶基质质量直接影响粉状乳化炸药的性能及制粉阶段的工艺控制。同时喷雾制粉工艺的特殊性,对乳胶基质的质量提出了更高的要求。但是恰恰实际生产过程中我们只关注最后炸药成品的性能,忽略了乳胶基质粘度这个中间关键参数的作用,缺少对该参数的在线实时测量,仅依靠定时采样检测,因此乳化过程控制存在严重的滞后性和盲目性,大大增加了后续制粉环节的能耗。 因此,本文提出一种软测量技术和信息融合技术相结合的方法应用于乳化生产过程控制,目前未见国内外相关报道。该方法通过对表征乳胶基质质量的粘度参数进行软测量建模,预测所得数据为D-S算法选择构造识别框架提供重要依据,同时用来评价融合结果的好坏。信息融合后所得结果结合专家经验做出合理决策,适时调节生产过程中的流量、温度、转速等主要参数,达到一个理想的生产条件。采用软测量技术辅助D-S证据理论进行信息融合,旨在得出控制优化策略,改善产品质量,提高控制效率,减少能耗。理论和实验表明,该方法具有现实可行性,为提高粉状乳化炸药生产质量提供了一种新的方法和思路。 全文共七章,可分为四大部分:第一部分深入分析影响粉状乳化炸药质量的因素及生产控制中存在的问题,确定控制优化方案。第二部分研究了软测量技术及其工程设计,对乳化基质粘度软测量进行了仿真研究,建立了性能优良的软测量模型;第三部分研究了信息融合理论及D-S证据理论的改进算法,对乳化过程进行了信息融合。第四部分对粉状乳化炸药生产过程控制优化决策系统进行了初步设计。纵观全文,本文有以下几方面突出特色和创新之处: (1)深入分析工艺特点,首次将软测量技术用于对粉状乳化炸药重要的中间质量参数——乳化基质粘度的测量,利用改进的BP算法进行软测量建模,并实验仿真预测,结果与实际值的偏差在允许范围内,可用于实际系统开发中,并且为第四章的信息融合提供了有力的参考依据。 (2)针对乳化过程传统控制过多依赖专家经验,缺少理论支持,具有一定的盲目性的缺点,提出基于D-S证据理论的信息融合的乳化过程控制应用方法。然而,普通D-S理论无法区分子集大小,不适用与本文建立的识别框架。本文对该算法进行了改进,引入聚焦系数,根据所联合的集合数的大小决定向下聚焦的程度,防止包含较少确定性信息子集的基本概率分配函数聚焦在包含较多确定性信息子集上,并通过实验验证了其正确性。融合后的结果能准确的反映生产过程的实际情况,对生产控制很有指导意义。这些工作未见到有关文献报道。


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