5646字开题报告流化床干燥器模拟系统的设计与实现

3.0 闻远设计 2023-07-24 71 4 18.42KB 5 页 2光币

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5646 字开题报告流化床干燥器模拟系统的设计

与实现

论文概述：

“ ”本文为控制工程论文开题报告范文，以流化床干燥器仿真系统的设计与实现为例介绍了控制

工程论文开题报告的写作方法。

论文正文：

流化床干燥器模拟系统的设计与实现

开幕报告

内容

一、选题背景

二. 研究的目的和意义

第三，本研究涉及的主要理论

第四，本文的主要内容和研究框架

(一) 本研究的主要内容

(2) 本文的研究框架

五、写作大纲

六、本文的研究进展

七、读过的文学作品

一、选题背景

干燥技术对我国具有重要的经济意义。烘干机已广泛应用于工业、农业和制药行业。在人们的

生产和生活中，有各种各样的材料需要干燥，如玉米、大豆和其他粮食作物。木材、药材和棉

花等经济作物；燃料、煤、铁和铜等矿物；纺织品、橡胶制品及其他成品。干燥技术是工业过

程中每种产品生产的一个非常重要的环节。高质量地完成干燥过程对后续生产过程至关重要。

在现代工业生产过程中，特别是在食品生产和药品生产过程中，烘干机是工业上最常见、最耗

能的加工设备之一。自 20 世纪 70 年代以来，随着科学技术的进步，干燥技术有了很大的发

展，这也使人们认识到干燥技术对我们生活和生产的重要性，并且随着科学技术的发展，干燥

技术和干燥设备也有了很大的发展。随着时代的进步，受经济危机和能源危机的影响，企业对

工厂生产技术和设备的要求越来越高，对干燥机技术提出了更高的要求。到目前为止，干燥技

术和干燥理论都取得了很大的进步。此外，根据目前的数据，仿真技术已经广泛应用于科学研

究和技术应用。仿真技术通常融合了计算机技术、自动控制技术、网络技术等多种技术领域的

知识。它基于数学原理、控制原理、系统技术原理等相关应用领域。它以各种数学理论和计算

机应用技术为手段，利用系统数学仿真模型对真实或虚假系统进行仿真研究。在当前的工业控

制技术中，仿真技术通常将控制策略放置在具有仿真受控对象的平台上进行仿真，以达到检验

控制策略有效性和评估受控对象模型和算法的目的。从 20 世纪 40 年代至今，PID 回路的单输

入单输出反馈控制系统已广泛应用于工业领域。基于经典的 PID 控制理论，大多数采用频域分

析方法设计控制系统。即使在集散控制系统技术被广泛应用的今天，PID 控制回路仍被广泛应

用，约占整个控制系统回路的 90%。另外10%一般采用串级或其他经典控制策略，但在当前的

工业中，经常会遇到一致性强、非线性和大滞后的过程对象，工业领域的核心生产过程对象也

具有这些特点，因此迫切需要先进的控制策略。随着计算机技术的发展，以前遇到的和无法解

决的问题可以在计算机上解决。在 20 世纪 80 年代，出现了一些软件工具包来模拟一些先进的

控制策略。目前，已形成了以模型辨识、参数优化与整定、算法优化与稳定性为研究对象、多

目标控制为理论体系的先进控制策略。

先进的控制方法与以往经典的 PID 控制有很大不同。先进的控制算法一般基于控制对象的模

型，如模型预测控制等。先进控制算法一般应用于过程对象复杂的工业现场，如非线性、大滞

后、各种控制变量与受控变量之间关系复杂等。这在工业现场经常遇到。然而，到目前为止，

由于工业现场过程和安全要求的不确定性，先进控制策略在现代工业领域的应用仍然相对较

少，因此我们开发的具有实时过程对象的仿真平台将对先进算法在工业领域的应用和我国的经

济发展有很大的帮助。考虑到工业领域的安全性和经济性，在工业领域进行模拟实验是不现实

的。因此，如果先进控制能够在类似于实际工业领域的仿真平台上进行大量的实验和数据研

究，将会对控制的安全性达到很好的效果。也正因为如此，仿真技术被广泛应用于过程控制领

域，并取得了良好的效果，得到了技术人员和工艺人员的认可。然而，我国仿真系统和仿真软

件的开发一般需要大量的人力物力，开发周期相对较长，扩展性不是很好，不利于广泛推广。

二. 研究的目的和意义

随着西门子 PCS7 技术的不断发展和进步，仿真技术与工业现场广泛使用的全集成自动控制系

统PCS7 相结合。利用 PCS7 强大的仿真能力，可以很容易地实现更真实的工业现场仿真。同

时，作为一种广泛应用的工业控制软件，对 PCS7 的培训和教育将具有更加现实的意义。流化

床干燥系统本身是一组复杂的过程对象。很少有专业人员熟悉整个干燥过程的操作。流化床干

燥过程的自动控制水平低，控制方法简单落后，导致流化床干燥的实际运行不太理想，干燥物

料的湿度远远低于其预期效率。为了解决上述问题，结合丰富的现场实际干燥工程培训和研

究，利用仿真技术开发流化床干燥仿真系统，对于教学研究和人员培训，提高操作人员素质，

在仿真系统的基础上进行过程控制优化操作和关键控制技术研究，探索研究流化床干燥技术过

程的最佳解决方案具有重要意义。

第三，本研究涉及的主要理论

流化床干燥器技术起源于 20 世纪 20 年代。流化床干燥器技术在 20 世纪 40 年代广泛应用于美

国工业。直到20 世纪 50 年代，这项技术才在中国发展起来。在流化床干燥器的干燥过程中，

将湿物料放在隔板上，将热空气体吹入干燥器的下部，使湿物料悬浮，使湿物料和热气体充分

接触，然后干燥湿物料。流化床干燥器传热效果好，干燥后物料的温度分布相对均匀，设备投

资相对较小，维护方便，因此具有广泛的应用前景。随着改革开放的发展，中国的工业也取得

了很大的进步。与此同时，烘干机的研究团队也在扩大。目前，我国约有50 所研究流化床干

燥技术的研究机构和大学，涉及的领域也非常广泛。例如，在化学工业、医药、食品、轻工业

和食品等许多行业，有 600 多家流化床干燥设备制造商。我国流化床干燥的研究已经形成了一

支很好的研究队伍。通过他们的努力，这些研究者在干燥技术的基础、工业和技术研究方面取

得了巨大的成就，从而使我国的干燥技术达到了国际先进水平。我国生产的烘干机也取得了很

大的进步，一些型号已经出口到国外。在工业生产过程中，烘干机的重要性不仅表现在它对生

产过程的效率和能耗的影响上，而且烘干物料的质量一般对生产过程中的后续工序有很大的影

响，因此烘干过程的质量也直接影响最终产品的质量，从而影响工厂产品的市场竞争力和经济

效益。目前，我国许多经济产品在许多方面已经达到甚至超过国际先进水平。然而，由于干燥

技术的落后，我国产品的一些性能指标达不到要求，在国外产品的竞争中处于劣势。从这些方

面可以看出，我国流化床干燥技术的研究和发展还有很长的路要走，需要我们共同努力。

模拟技术(Simulation technology)是基于系统论、控制论、信息技术等原理的综合技术，使用专

用设备和计算机作为应用开发工具，使用系统对象模型模拟实际或想象的系统，进行动态测试

研究[2】。模拟技术最早出现在 20 世纪 50 年代。它首次应用于军事领域的研究和探索。到目

前为止，仿真技术不仅应用于军事领域，还广泛应用于化工、医药、电力、钢铁等各个工业领

域。近十年来，随着计算机技术和仿真理论技术的发展，仿真技术不仅应用于工程应用领域，

还延伸到非工程领域，如教育培训领域、新能源领域、生态环境领域、生物博士领域等。近几

十年来，仿真技术在我国取得了长足的进步，并经历了一个逐渐被认可和重视的过程。到目前

为止，仿真技术已经应用到我国人民生活和工业的各个方面，如:从工程设计、科学研究和决

策、操作优化到教育培训等。这些都显示了仿真系统在再现现实、智能分析、决策优化等方面

的优势。目前常用的仿真技术包括物理仿真技术、半物理仿真技术和虚拟仿真技术。然而，对

于要求高安全和经济效益的工业场地，使用虚拟仿真技术代替物理仿真。在虚拟仿真技术中，

应用最广泛的仿真软件是常用的 MATLAB 软件，它具有编程效率高、矩阵和数组运算高效方

便、用户使用方便、扩展性好等优点，但应用于工业过程仿真领域，与 PCS7 软件相比也有其

不足之处。目前，国内很少使用 PCS7 软件作为工业过程仿真软件。西门子的PCS7 工业控制

软件广泛应用于整个工业控制领域，其在工业领域的应用相对成熟。基于西门子的整个工业自

动化控制系统，结合先进的完全集成控制系统 PCS7 仿真系统，开发的仿真系统平台将更加贴

近工业领域的实际情况，对技术人员的学习和调试具有更实际的指导意义。

第四，本文的主要内容和研究框架

(一) 本研究的主要内容

流化床干燥器干燥技术成熟，干燥物料质量好，在我国应用广泛。本文在对 PCS7 仿真系统深

入研究和丰富实际工业控制经验的基础上，开发了基于 PCS7 平台的流化床干燥器仿真系统，

以完成对过程控制学习者或干燥器技术研究者的培训和科研，以及流化床干燥器仿真系统平台

动态运行下流化床干燥器系统性能参数的优化控制研究。完成以下任务:

1)深入了解流化床干燥器工艺系统的结构特点和系统组成，系统介绍流化床干燥器工艺的具体

操作机理，分析和描述流化床干燥器的各种操作单元和部件。

2)介绍了建立数学模拟模型的一般步骤和建立流化床干燥器数学模拟模型的指导思想。根据机

理建模方法和假设方法，分别建立进料口物料流量、换热介质流量和热量空气体流量的数学模

拟模型，并基于质量守恒和能量守恒建立流化床干燥器内部的状态方程。

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5646字开题报告流化床干燥器模拟系统的设计与实现论文概述：“”本文为控制工程论文开题报告范文，以流化床干燥器仿真系统的设计与实现为例介绍了控制工程论文开题报告的写作方法。论文正文：流化床干燥器模拟系统的设计与实现开幕报告内容一、选题背景二.研究的目的和意义第三，本研究涉及的主要理论第四，本文的主要内容和研究框架(一)本研究的主要内容(2)本文的研究框架五、写作大纲六、本文的研究进展七、读过的文学作品一、选题背景干燥技术对我国具有重要的经济意义。烘干机已广泛应用于工业、农业和制药行业。在人们的生产和生活中，有各种各样的材料需要干燥，如玉米、大豆和其他粮食作物。木材、药材和棉花等经济作物；燃料、...

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