退火炉加热过程工况分类模型与多模态模糊自适应板温控制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61773354
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0302.控制系统与应用
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

According to the demand for high precise control of strip temperature in annealing furnace heating process with fluctuating and fast-changing operating modes, multi-mode classification model and multi-modal fuzzy adaptive control method for heating process of annealing furnace are studied..Firstly, to solve the problem of multi-mode classification for annealing furnace heating process, the extraction method of key characteristic parameters in the multiple operating modes and self-organizing fuzzy clustering algorithm are studied. Based on the optimization of fuzzy subsets for operating modes, a multi-mode classification model for steady modes is established. Then, the mode forecasting based on dynamic Bayesian network model is made to establish a migration model. Secondly, aiming at the control of strip temperature, the method to mine fuzzy control rules based on data-driven is used to design a fuzzy controller with variable domain and parameters self-tuning for steady modes. The fuzzy controller based on the gas flow prediction model is designed for operating modes migration process. In addition, a strategy of coordination and online update for the multi-modal fuzzy controller is applied to achieve the bumpless switching of multi-modal fuzzy control and fuzzy rules updating online..Finally, the simulation and experiment system is set up to verify the correctness and effectiveness of theory technology, and do the industrial applications. In this research, the new design methods of data-driven intelligent control are provided to satisfy the requirements of the industrial process under complex operating modes, which is represented by annealing furnace heating process. Therefore, the research of this project is of great academic significance and application value.
本项目面向工况复杂变化的退火炉加热过程板温高精度控制的需求,研究其工况分类模型与多模态模糊自适应板温控制方法。针对退火炉加热过程工况分类问题,研究复杂工况模式关键特征属性参数提取方法与工况模式自组织聚类算法,通过工况模糊子集的优化,建立稳态工况模型;基于动态贝叶斯网络模型进行工况预测,建立工况迁移模型。针对板温控制,通过数据驱动型模糊控制规则的挖掘,设计稳态工况下变论域参数自整定模糊控制器;基于煤气流量预测模型,设计工况迁移过程模糊控制器;研究多模态模糊控制协调与更新策略,实现变工况情况下多模态模糊控制无扰切换与控制规则的更新。建立仿真与实验系统,验证理论技术的正确性和有效性,并进行工业应用。本项目的研究,将为以退火炉加热过程为代表的复杂工况环境下的工业过程提供一种数据驱动的智能控制新方法,具有重要的研究意义和应用价值。

结项摘要

本项目面向工况复杂变化的退火炉加热过程板温高精度控制需求,结合机理分析与数据分析,建立了基于模糊子集的退火炉加热过程工况分类模型,设计了面向多工况的变论域参数自整定模糊控制器,建立了面向工况迁移过程的自适应板温控制参考模型,制定了多模态模糊控制协调与更新策略,提出一种面向退火炉加热过程的多模态模糊自适应板温控制系统结构,实现了退火炉加热过程板温高精度控制。针对工况分类与识别问题,项目组建立了基于模糊子集的退火炉加热过程工况分类模型,挖掘出退火炉加热过程各工况特征;制定了基于多尺度特征融合的退火炉加热过程多模态识别策略;建立了基于长短时记忆和门控循环单元的工况识别模型,实现了工况的实时精确识别。针对各工况下板温控制问题,项目组提出了基于异常数据检测的模糊规则快速挖掘方法,设计了面向未知论域的变论域参数自整定模糊控制器。针对工况迁移过程板温控制问题,项目组建立了基于遗传算法和支持向量机的煤气流量预测模型和基于AdaBoost的煤气流量预测模型,根据工况的变化直接计算所需煤气流量。针对多模态模糊控制协调问题,项目组提出了基于所需模糊规则决策的模糊输出计算方法,设计了一种改进型等价输入干扰估计器。针对多模态模糊控制更新问题,项目组建立了一种退火炉加热过程板温动态支持向量回归模型,提出了一种动态子空间建模方法,还提出了具有扰动补偿的非参数模型自适应控制方法,并设计了一种启发式模糊逻辑系统。最后,为了验证提出方法的有效性,项目组构建了退火炉加热过程仿真模型,搭建了退火炉加热过程仿真实验平台,开发了退火炉加热过程智能控制与优化系统,进行了工业应用分析,仿真与应用结果表明,本项目提出的方法具有重要的研究意义与应用价值。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(5)
Disturbance rejection and control system design using improved equivalent input disturbance approach
使用改进的等效输入干扰方法进行干扰抑制和控制系统设计
  • DOI:
    10.1109/tie.2019.2913829
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Youwu Du;Weihua Cao;Jinhua She;Min Wu;Mingxing Fang;Seiichi Kawata
  • 通讯作者:
    Seiichi Kawata
Accurate fuzzy predictive models through complexity reduction based on decision of needed fuzzy rules
根据所需模糊规则的决策,通过降低复杂性来建立准确的模糊预测模型
  • DOI:
    10.1016/j.neucom.2018.10.010
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Neurocomputing
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Yali Jin;Weihua Cao;Min Wu;Yan Yuan
  • 通讯作者:
    Yan Yuan
Identification of multiple operating modes based on fused features for continuous annealing processes
基于连续退火工艺融合特征的多种操作模式识别
  • DOI:
    10.1016/j.ins.2020.04.015
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Information Sciences
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Wenshuo Song;Weihua Cao;Wenkai Hu;Min Wu
  • 通讯作者:
    Min Wu
Intelligent tuning of microwave cavity filters using granular multi-swarm particle swarm optimization
使用粒状多群粒子群优化对微波腔体滤波器进行智能调谐
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Leyu Bi;Weihua Cao;Wenkai Hu;Min Wu
  • 通讯作者:
    Min Wu
Modeling for coke quality prediction using Gaussian function and SGA
使用高斯函数和 SGA 进行焦炭质量预测建模
  • DOI:
    10.1007/s11432-019-2640-y
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Science China Information Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yan Yuan;Qilin Qu;Weihua Cao;Min Wu
  • 通讯作者:
    Min Wu

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  • 作者:
    寿琳;裘圆;包锐;曹卫华;汤珂;陈国邦
  • 通讯作者:
    陈国邦

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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