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正文內(nèi)容

輾環(huán)機(jī)控制系統(tǒng)研究——帶單個(gè)修正因子的輾環(huán)機(jī)模糊控制系統(tǒng)研究論文(編輯修改稿)

2025-02-13 03:46 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)模型的建立 ................................14 輾環(huán)機(jī)簡(jiǎn)介 .................................................................................................................................14 冷輾工藝 .....................................................................................................................................14 輾環(huán)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 .........................................................................................................................15 輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)建模 .................................................................................................................15 機(jī)械傳動(dòng)部分的建模 ...........................................................................................................16 電氣傳動(dòng)部分建模 ...............................................................................................................17第四章 輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真 ........................19 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文2 MATLAB 簡(jiǎn)介 ...............................................................................................................................19 模糊控制器的設(shè)計(jì) .....................................................................................................................19 模糊推理系統(tǒng)(FIS)的建立 ........................................................................................................22 FIS 介紹 ...............................................................................................................................22 使用圖形界面工具建立 FIS...............................................................................................22 用 SIMULINK 進(jìn)行仿真 ..............................................................................................................27 準(zhǔn)備步驟 .............................................................................................................................27 模糊系統(tǒng)系統(tǒng)仿真 .............................................................................................................28總結(jié)與展望 ................................................................34致謝 .......................................................................35參考文獻(xiàn) ..................................................................36附錄一英語(yǔ)原文 ................................................................................................................................37附錄二翻譯 ........................................................................................................................................45 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文1第一章 緒論 本設(shè)計(jì)的目的與意義通過(guò)對(duì)輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)模糊控制的設(shè)計(jì)和研究,以加深對(duì)模糊系統(tǒng)控制的認(rèn)知,掌握了其基本原理和方法,為進(jìn)入社會(huì)后從事控制工程技術(shù)工作有了好的開(kāi)始。在環(huán)件軋制中,軋環(huán)機(jī)的進(jìn)給速度是可變的,合理地設(shè)計(jì)和控制軋環(huán)機(jī)的進(jìn)給速度是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定軋制的前提,然而迄今國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)手冊(cè)尚未對(duì)環(huán)件軋制進(jìn)給速度的設(shè)計(jì)提出規(guī)范和方法。通過(guò)對(duì)環(huán)件軋制過(guò)程控制的研究,尤其是軋環(huán)機(jī)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究,對(duì)在軋制過(guò)程中控制直線進(jìn)給速度具有一定的指導(dǎo)意義。本文旨在建立環(huán)件軋制過(guò)程控制模型和方法,以期為軋制質(zhì)量控制提供技術(shù)依據(jù)。對(duì)冷輾環(huán)機(jī)的進(jìn)給系統(tǒng)做了智能控制(模糊控制)研究,通過(guò)最終的仿真的結(jié)果表明模糊控制可以較好地應(yīng)用到冷輾環(huán)機(jī)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制中,模糊控制對(duì)伺服系統(tǒng)有較好的控制作用,模糊控制作為一種智能控制在不久的將來(lái)會(huì)有廣闊的前景。本次設(shè)計(jì)用 MATLAB 軟件對(duì)輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)模糊控制進(jìn)行仿真,通過(guò)虛擬仿真可直觀簡(jiǎn)潔地反映出其控制系統(tǒng)的優(yōu)劣,對(duì)控制規(guī)則的修改尋找最優(yōu)控制。 模糊控制在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r(1)國(guó)外情況從 1965 年以來(lái),即美國(guó)著名控制論專家扎德教授創(chuàng)始模糊數(shù)學(xué)以來(lái),模糊控制理論及其應(yīng)用也迅速發(fā)展起來(lái)了。在 70 年代中,提出了模糊控制問(wèn)題,并在這一領(lǐng)域開(kāi)展了大量的研究。研究活動(dòng)主要集中在 Queen Mary 學(xué)院。主要工作是由馬丹尼(E.H.Mamdani)和他的學(xué)生們進(jìn)行的,其次有劍橋大學(xué)的湯哥() 。1974 年馬丹尼首先用模糊控制語(yǔ)句組成模糊控制器,對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的蒸汽機(jī)進(jìn)行控制,控制的問(wèn)題是調(diào)節(jié)熱量和節(jié)流閥的設(shè)定值,以控制蒸汽機(jī)的速度和鍋爐的蒸汽的設(shè)定值。使用了 24 條“if A then B then C”這種形式的語(yǔ)言規(guī)則實(shí)現(xiàn)了控制,取得了比傳統(tǒng)的 DDC 控制還要好的效果。這標(biāo)志模糊控制的誕生。以后在英國(guó),丹麥,荷蘭,日 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文2本等國(guó)先后對(duì)不同的復(fù)雜控制對(duì)象進(jìn)行了不同程度的模糊控制,均取得了較好的效果。日本東京工業(yè)大學(xué)的營(yíng)野在凈水廠加入凝聚劑,加入的速度和水的渾濁度以及人的經(jīng)驗(yàn)有很大關(guān)系。加入速度的預(yù)測(cè)方法是以過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn),增加補(bǔ)償部分,作成模糊控制器,經(jīng)在凈水場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果與熟練操作人員的設(shè)定值非常吻合。今年來(lái),日本在汽車,火車,飛機(jī)等交通系統(tǒng)中應(yīng)用模糊控制做了大量的研究工作,取得了可喜的成果。例如:1983 年,日本日立制造廠系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究所的安信等人,用預(yù)測(cè)模糊控制的方法對(duì)電氣鐵路列車的運(yùn)行和停止進(jìn)行控制,使用了 24 條控制規(guī)則構(gòu)成了模糊控制器。改變道路的坡道等條件,用仿真方法與 PID 控制對(duì)比,表明模糊控制與熟練駕駛員控制結(jié)果相當(dāng)。電能節(jié)約 11%一 14%。(2)國(guó)內(nèi)情況自 1979 年以來(lái),我國(guó)許多學(xué)者相單位,在模糊控制領(lǐng)域開(kāi)展了大量的理論以及仿真試驗(yàn)研究.對(duì)國(guó)內(nèi)外模糊控制的研究工作做了系統(tǒng)的介紹,對(duì)我國(guó)工業(yè)中應(yīng)用模糊控制起到了推動(dòng)作用。近年來(lái),在工業(yè)中應(yīng)用模糊控制已取得了許多成果。19791980 年我國(guó)李寶原、劉志俊等人設(shè)計(jì)了一類缺乏數(shù)學(xué)模型的控制器,在 DJS—l30 機(jī)上,用 BASIC 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了模糊算法,對(duì)模糊控制器的特性作了數(shù)字仿真,與 PI 控制器進(jìn)行了比較,結(jié)果表明,模糊控制器對(duì)單位階躍響應(yīng)具有速度較快,精度較高以及對(duì)參數(shù)變化不敏感等優(yōu)點(diǎn)。此后,汪培莊、樓世博、尤照升、陳國(guó)權(quán)、宋大鶴等人在模糊控制理論相控制算法方面作了大量的研究工作,在模糊控制理論上取得了可喜的成果,為模糊控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用打下了理論基礎(chǔ)。這之后、彭映斌、胡家躍、戴忠達(dá)、呂川、田成方、王學(xué)慧、王旭東、李友善等人把模糊控制領(lǐng)域應(yīng)用到冶金、化工等工業(yè)過(guò)程的控制領(lǐng)域(主要用在燒結(jié)過(guò)程和鋼廠燃油退火爐的溫度控制、水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過(guò)程控制方面),并取得了可喜的成果。值得提出的是馬方清、盧潤(rùn)德等人把模糊控制技術(shù)用在選煤廠精煤的離心脫水過(guò)程控制。孫庚山、蘭西柱等人把帶有自調(diào)整模糊控制規(guī)則的模糊控制器用于型煤生產(chǎn)過(guò)程中的型煤機(jī)成型壓力系統(tǒng)控制,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)作了數(shù)字仿真研究。結(jié)果表明,無(wú)論動(dòng)態(tài)響應(yīng)持性還是穩(wěn)態(tài)精度都獲得了滿意的結(jié)果。實(shí)踐證明,對(duì)于過(guò)程復(fù)雜、具有非線性、時(shí)變、滯后等特征的對(duì)象(如井下采煤生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,選煤生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化,型煤加工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化),模糊控制都具有無(wú)可比擬的優(yōu)越控制性能和強(qiáng)大的生命力。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)為輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的模糊控制設(shè)計(jì)和研究。 (1)研究模糊控制理論,探討模糊控制的實(shí)現(xiàn)方法。(2)建立輾環(huán)機(jī)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程。(3)設(shè)計(jì)模糊控制器對(duì)伺服進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行控制,利用MATLAB仿真曲線分析模糊控制對(duì)輾環(huán)機(jī)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制。(4)研究修正因子對(duì)輾環(huán)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的模糊控制的影響用SIMULINK 進(jìn)行仿真并尋求最優(yōu)解。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)論文4第二章 模糊控制系統(tǒng)研究 模糊控制簡(jiǎn)介模糊邏輯控制(Fuzzy Logic Control)簡(jiǎn)稱模糊控制(Fuzzy Control),是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。1965年,美國(guó);1973年他給出了模糊邏輯控制的定義和相關(guān)的定理。1974年。并把它應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機(jī)的控制,在實(shí)驗(yàn)室獲得成功。模糊控制的核心就是利用模糊集合理論,把人的控制策略的自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受的算法語(yǔ)言所描述的控制算法,這種方法不僅能實(shí)現(xiàn)控制,而且能模擬人的思維方式對(duì)一些無(wú)法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象進(jìn)行有效的控制。這一開(kāi)拓性的工作標(biāo)志著模糊控制論的誕生。模糊控制實(shí)質(zhì)上是一種非線性控制,從屬于智能控制的范疇。模糊控制的一大特點(diǎn)是既具有系統(tǒng)化的理論,又有著大量實(shí)際應(yīng)用背景。模糊控制的基本思想就是在控制方法上應(yīng)用模糊集合理論,把人的控制策略的自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受的算法語(yǔ)言所描述的控制算法,通過(guò)模擬人的思維方式對(duì)一些無(wú)法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象進(jìn)行有效的控制。模糊控制的發(fā)展最初在西方遇到了較大的阻力,然而在東方尤其是在日本,卻得到了迅速而廣泛的推廣應(yīng)用??刂评碚摰陌l(fā)展經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。智能控制又包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制和仿人智能控制等。近20多年來(lái),模糊控制不論從理論上還是技術(shù)上都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,成為自動(dòng)控制領(lǐng)域中一個(gè)非?;钴S而又碩果累累的分支。其典型應(yīng)用的例子涉及生產(chǎn)和生活的許多方面,例如在家用電器設(shè)備中有模糊洗衣機(jī)、空調(diào)、微波爐、吸塵器、照相機(jī)和攝錄機(jī)等:在工業(yè)控制領(lǐng)域中有水凈化處理、發(fā)酵過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)、水泥窯爐等的模糊控制;在專用系統(tǒng)和其它方面有地鐵靠站停車、汽車駕駛、電梯、自動(dòng)扶梯、蒸汽引擎以及機(jī)器人的模糊控制等。 模糊控制具有良好控制效果的關(guān)鍵是要有一個(gè)完善的控制規(guī)則。但由于模糊規(guī)則是人們對(duì)過(guò)程或?qū)ο竽:畔⒌臍w納,對(duì)高階、非線性、大時(shí)滯、時(shí)變參數(shù)以及隨機(jī)干擾嚴(yán)重的復(fù)雜控制過(guò)程,人們的認(rèn)識(shí)往往比較貧乏或難以總結(jié)完整的經(jīng)
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