【正文】 畢 業(yè) 論 文題目 輾環(huán)機控制系統(tǒng)研究 ——帶單個修正因子的輾環(huán)機模糊控制系統(tǒng)研究 學(xué) 院 機械學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2022 年 月 日華 北 水 利 水 電 學(xué) 院畢 業(yè) 論 文 任 務(wù) 書論文題目：輾環(huán)機控制系統(tǒng)研究專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班級學(xué)號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計期限： 2022 年 3 月 3 日開始2022 年 6 月 11 日結(jié)束學(xué) 院： 機械學(xué)院2022 年 3 月 3 日 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文1一、畢業(yè)論文的目的畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生由理論學(xué)習(xí)向生產(chǎn)實踐過渡的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計要達到以下目的：總結(jié)在校期間所學(xué)的知識，使所學(xué)的理論知識得到鞏固、擴大、深入和系統(tǒng)化，并能學(xué)以致用。學(xué)會使用現(xiàn)代化的計算工具、數(shù)據(jù)處理手段和計算機繪圖方法。培養(yǎng)綜合運用所學(xué)知識，解決實際問題的能力，掌握設(shè)計控制系統(tǒng)的方法。掌握科技文獻的檢索方法。具有外文資料的翻譯能力。培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真、事實求是、刻苦鉆研的工作作風(fēng)。培養(yǎng)獨立完成和鉆研的能力，培養(yǎng)與人合作和團隊精神。二、主要內(nèi)容研究清楚輾環(huán)機的工作原理，制定合理的控制方案。根據(jù)控制方案確定各控制環(huán)節(jié)的具體實現(xiàn)方法。對控制方法進行實驗或仿真。三、重點研究問題針對目前國內(nèi)外環(huán)件軋制的現(xiàn)狀和相應(yīng)問題，設(shè)計和創(chuàng)新輾環(huán)機控制系統(tǒng)，特別是在創(chuàng)新上力圖有所突破。 四、主要研究方法學(xué)習(xí)環(huán)件軋制理論，搞清環(huán)件軋制的基本原理；收集、查閱國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料，消化吸收；制定控制方案；對控制方案進行細化。在控制環(huán)節(jié)的實現(xiàn)上提出創(chuàng)新思路。有條件的情況下對控制系統(tǒng)進行仿真五、論文成果要求實習(xí)報告一份（含電子文檔、實習(xí)報告字數(shù)不少于 1500 字） 。開題報告一份（3000 字左右，查閱文獻應(yīng)在 20 篇以上，文獻綜述引用應(yīng)在 10 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文2篇以上，含兩篇以上外文） （與說明書合訂） 。外文專業(yè)資料翻譯 2022 字以上（與說明書合訂） 。畢業(yè)論文一份，含任務(wù)書、目錄、中外文摘要（400 字左右） ，序言、國內(nèi)外研究進展、存在的問題、本文研究目的與內(nèi)容、研究方法原理與過程、結(jié)論。參考文獻等，總字數(shù)至少在 10000 字以上。模具圖紙一套。電子文檔一套：含任務(wù)書、畢業(yè)論文全文、三維模型文件及相應(yīng)的圖紙和其他材料、開題報告、實習(xí)報告、外文專業(yè)資料翻譯原稿、翻譯稿。畢業(yè)論文成果材料清單一份（與說明書合訂） 。六、其它 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文12022 年《輾環(huán)機控制系統(tǒng)研究》畢業(yè)設(shè)計進程表時間：3 月 3 日—6 月 11 日，第 1—14 周（含 2 周實習(xí)） ，15 周答辯第 1～2 周（～）； 搞清環(huán)件軋制的基本原理、及相應(yīng)的過程控制。，對研究內(nèi)容有一個初步了解。第 3～4 周（3．14～）、了解環(huán)件軋制領(lǐng)域的最新進展、了解環(huán)件軋制設(shè)備與軋制過程。寫出實習(xí)報告。（含國內(nèi)外研究進展及文獻綜述；提出環(huán)件軋制的控制方案；提出一項以上自己要解決的環(huán)件扎制控制的具體技術(shù)問題，分析可能遇到的困難提出解決思路。查閱文獻應(yīng)在 20 篇以上、應(yīng)用的文獻資料在 10 篇以上） 。第 5～6 周（3．29～）。第 7～9 周（～），確定控制方法。，確定個控制環(huán)節(jié)。第 10～12 周（～）。第 13～14 周（～）、裝訂畢業(yè)論文（6000 字以上，任務(wù)書、開題報告、中、外文摘要、目錄、參考文獻，形式完整，格式正確，參考文獻標注頁碼）。第 15 周（～）畢業(yè)答辯 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文1華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告 2022 年 3 月 26 日學(xué)生姓名 劉三富 學(xué)號 202205003 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化題目名稱 帶單個修正因子的輾環(huán)機模糊控制系統(tǒng)研究。課題來源 自選相關(guān)內(nèi)容一．輾環(huán)機簡介輾環(huán)機又稱擴孔機，輾擴機或扎環(huán)機。其功用是使環(huán)件產(chǎn)生連續(xù)局部塑性變形，進而實現(xiàn)壁厚減小，直徑擴大，截面輪廓成型。其工作原理為：驅(qū)動輥旋轉(zhuǎn)，其和環(huán)件之間的摩擦帶動環(huán)件旋轉(zhuǎn)，而壓力輥有一個進給運動，從而給環(huán)件以軋制力，于是環(huán)件通過驅(qū)動輥和壓力輥構(gòu)成的軋制孔型產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形，使環(huán)件壁厚減小，直徑擴大，截面輪廓成型。壓力輥和導(dǎo)向輥可以繞軸向在和環(huán)件的摩擦作用下自由地轉(zhuǎn)動。導(dǎo)向輥給環(huán)件壓力作用以保證環(huán)件的平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。輾環(huán)機是環(huán)件軋制的具體實現(xiàn)設(shè)備，輾環(huán)機控制系統(tǒng)是保證環(huán)件軋制效率和環(huán)件軋制精度的重要影響因素。二．輾環(huán)機電控系統(tǒng)1. 控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)由 PLC, 人機界面， 執(zhí)行元件，操作器件，信號整形電路等幾部分組成。2. 控制器件1) 控制器件為控制按鈕及位置接近開關(guān)2) 人機界面包括顯示屏及參數(shù)設(shè)定鍵盤通過標準 RS232 與 PLC 進行實時通信。3) 執(zhí)行元件包括控制電機及電磁閥的接觸器及中間繼電器。4) 信號整形及轉(zhuǎn)換電路為光柵信號的整形和轉(zhuǎn)換等。三．輾環(huán)機控制系統(tǒng)之模糊控制系統(tǒng)研究。 自 1965 年 教授提出了模糊數(shù)學(xué)理論，模糊理論開始發(fā)展起來。1974 年，Mamdani 在蒸汽發(fā)動機上成功地運用了模糊控制，開始了模糊控制的應(yīng)用階段。模糊控制實際上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。由于模糊控制不要求知道被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，而且魯棒性 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文3強，根據(jù)實際系統(tǒng)的輸入輸出結(jié)果數(shù)據(jù)，參考現(xiàn)場操作人員的運行經(jīng)驗，就可 對系統(tǒng)進行實時控制，使得模糊控制得到了迅速發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)，家用電器，機器人等許多領(lǐng)域。二十世紀 Mamdani在蒸汽發(fā)動機上成功地運用了模糊控制；70年代 英國的P．J．King等人采用模糊控制器實現(xiàn)了反應(yīng)爐的溫度控制。荷蘭學(xué)者w．J．M．Kickert等人利用模糊控制器解決了含有非線性、時滯特性的熱交換過程的控制問題。丹麥學(xué)者J．J．Ostergoarcl利用模糊控制器實現(xiàn)了對雙輸入雙輸出的熱交換過程的控制。80年代 丹麥F．L．Smidth公司推出了實用化的水泥窯模糊邏輯控制系統(tǒng)。日本S．Murakami成功研制了基于語言真值推理的模糊控制器，并應(yīng)用于汽車速度的自動控制。Jasunobo等人研究了預(yù)測模糊控制，將其應(yīng)用于火車自動駕駛系統(tǒng)和集裝箱起重機的自動操作系統(tǒng)。90年代 模糊控制硬件與軟件的開發(fā)也發(fā)展起來，Yamakawa首次研制了模糊組件。美國Omron公司開發(fā)了數(shù)字模糊處理(DFP)FP3000，還推出了FB3OAT卡板進行編譯，模糊控制。還被集成到PLC中以及把模糊控制作為DCS系統(tǒng)的功能模塊。空調(diào)機、全自動洗衣機、吸塵器等高檔家電中普遍應(yīng)用了模糊控制技術(shù)。機器人定位系統(tǒng)、汽車定位系統(tǒng)、智能車輛高速公路系統(tǒng)。二十一世紀 控制系統(tǒng)、模式識別、醫(yī)藥、游戲理論。2. 模糊控制理論模糊控制理論以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以模糊集合，模糊關(guān)系，模糊推理來模仿人類思維的判斷綜合推理，處理，解決常規(guī)方法難以解決的問題。模糊控制是智能控制最早的形式，它吸取了人的具有模糊性的特點。從廣義上講，模糊控制是應(yīng)用模糊集合理論統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)的一種控制方式。3. 模糊控制的特點（1）適用于不易獲得精確數(shù)學(xué)模型的被控對象，其結(jié)構(gòu)參數(shù)不很清楚或難以求得，只要求掌握操作人員或領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗或知識。（2）模糊控制是一種語言變量控制器，其控制規(guī)則只用語言變量的形式定性的表達，構(gòu)成了被控對象的模糊模型。（3）系統(tǒng)的魯棒性強，尤其適用于非線性，時變，滯后系統(tǒng)的控制。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文44. 模糊控制器（1）模糊控制器一般包括 5 部分：：將真實的確定量通過隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化成模糊量。: 用于存放輸入和輸出變量全部模糊子集的隸屬函數(shù)。：以 IFTHEN 控制規(guī)則形式給出的信息。：基于模糊規(guī)則，采用模糊邏輯操作和推理方法而獲得模糊輸出。：用于將模糊輸出轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的數(shù)值輸出。（2）模糊控制器的作用：1. 將控制誤差等精確量“模糊化”為模糊量。2. 根據(jù)基于語言控制規(guī)則或操作經(jīng)驗提取的模糊控制規(guī)則，推理得到控制作用的模糊量。3. 采用一定的“清晰化”算法將模糊控制量換算為精確控制量輸入給執(zhí)行機構(gòu)已完成系統(tǒng)的模糊控制調(diào)節(jié)過程。5. 修正因子 修正因子又稱為加權(quán)因子，用a表示。通過調(diào)整a值的大小，可以改變對偏差和偏差變化的不同加權(quán)程度。用修正因子校正法對模糊控制規(guī)則進行優(yōu)化，效果很好。因此，當(dāng)被控對象采用帶有調(diào)整因子的模糊控制器進行控制時，在適當(dāng)?shù)卮_定誤差及誤差變化的論域的基礎(chǔ)上，再通過調(diào)整加權(quán)因子a可以獲得較好的控制效果。采用的主要技術(shù)路線或方法1. 查閱資料，研究輾環(huán)機的工作原理，根據(jù)環(huán)件軋制的特點制定控制方案。2. 輾環(huán)機控制系統(tǒng)之模糊控制的研究提出創(chuàng)新思路以及模糊控制器的設(shè)計，主要對進給系統(tǒng)進行模糊控制設(shè)計。3. 用 MATLA 軟件進行進給系統(tǒng)的建模以及用 SIMULINK 進行模擬仿真。4. 用單個修正因子對輾環(huán)機模糊控制系統(tǒng)進行校正，使其系統(tǒng)優(yōu)化。驗證修正因子校正法的有效性。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文5預(yù)期的成果及形式1. 實習(xí)報告一份（與畢業(yè)論文合訂） 。2. 開題報告一份（查閱文獻應(yīng)在 20 篇以上，應(yīng)用的文獻資料在 10 篇以上）。3. 外文專業(yè)資料翻譯 2022 字以上（與畢業(yè)論文合訂） 。4. 畢業(yè)論文一本，含目錄，中英文摘要，正文，附錄等。論文主要內(nèi)容為：國內(nèi)外研究進展，存在的問題，本文研究目的與內(nèi)容，研究方法原理，總論。一萬字以上。5. 電子文檔一套：含畢業(yè)論文，相應(yīng)的圖紙及其他文件，開題報告，實習(xí)報告，外文專業(yè)資料翻譯原稿，翻譯稿。時間安排第 12 周 ，搞清環(huán)件軋制的基本原理，及相應(yīng)的過程控制，對研究內(nèi)容有一個初步了解。 第 34 周 了解輾環(huán)軋制領(lǐng)域的最新進展，了解環(huán)件軋制設(shè)備與軋制過程，寫出實習(xí)報告。（含國內(nèi)外研究進展及文獻綜述，提出環(huán)件軋制的控制方案。提出一項以上自己要解決的環(huán)件軋制控制的具體技術(shù)問題，分析可能遇到的困難提出解決思路。查閱文獻應(yīng)在 20 篇以上，應(yīng)用的文獻資料在 10 篇以上） 。第 56 周 。 2 學(xué)習(xí)完成課題所需相關(guān)知識。 。第 79 周 ，確定控制方法。，確定個控制環(huán)節(jié)。第 1011 周 。第 1213 周 ，裝訂畢業(yè)設(shè)計。第 14 周 畢業(yè)答辯。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文1指導(dǎo)教師意見 簽名：年 月 日 備注 參考文獻，黃興高，朱春東. 環(huán)件軋制理論和技術(shù)[J].，郝用興. 冷輾環(huán)機數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計[J].，華林. 冷輾擴過程實時測控技術(shù)的發(fā)展狀況[J].3. 郝用興，張猛. 輾環(huán)機數(shù)字控制系統(tǒng)[J].4. 顏士偉，余世浩. 環(huán)件輾擴加工的控制方法[J].5. 廉小親，模糊控制技