DCS800通过控制盘进行优化的指导

智能优化算法

智能计算读书报告（二） 智能优化算法 姓名：XX 学号：XXXX 班级：XXXX 联系方式：XXXXXX

一、引言 智能优化算法又称为现代启发式算法，是一种具有全局优化性能、通用性强、且适用于并行处理的算法。这种算法一般具有严密的理论依据，而不是单纯凭借专家的经验，理论上可以在一定时间内找到最优解或者近似最优解。所以，智能优化算法是一数学为基础的，用于求解各种工程问题优化解的应用科学，其应用非常广泛，在系统控制、人工智能、模式识别、生产调度、VLSI技术和计算机工程等各个方面都可以看到它的踪影。 最优化的核心是模型，最优化方法也是随着模型的变化不断发展起来的，最优化问题就是在约束条件的限制下，利用优化方法达到某个优化目标的最优。线性规划、非线性规划、动态规划等优化模型使最优化方法进入飞速发展的时代。 20世纪80年代以来，涌现出了大量的智能优化算法，这些新颖的智能优化算法被提出来解决一系列的复杂实际应用问题。这些智能优化算法主要包括：遗传算法，粒子群优化算法，和声搜索算法，差分进化算法，人工神经网络、模拟退火算法等等。这些算法独特的优点和机制，引起了国内外学者的广泛重视并掀起了该领域的研究热潮，并且在很多领域得到了成功地应用。 二、模拟退火算法（SA） 1. 退火和模拟退火 模拟退火算法(Simulated Annealing，SA)最早的思想是由N. Metropolis 等人于1953年提出。1983 年,S. Kirkpatrick 等成功地将退火思想引入到组合优化领域。它是基于Monte-Carlo迭代求解策略的一种随机寻优算法，其出发点是基于物理中固体物质的退火过程与一般组合优化问题之间的相似性。模拟退火算法从某一较高初温出发，伴随温度参数的不断下降,结合概率突跳特性在解空间中随机寻找目标函数的全局最优解，即在局部最优解能概率性地跳出并最终趋于全局最优。模拟退火算法是一种通用的优化算法，理论上算法具有概率的全局优化性能,目前已在工程中得到了广泛应用，诸如VLSI、生产调度、控制工程、机器学习、神经网络、信号处理等领域。 模拟退火算法是通过赋予搜索过程一种时变且最终趋于零的概率突跳性，从而可有效避免陷入局部极小并最终趋于全局最优的串行结构的优化算法。 模拟退火其实也是一种贪心算法，但是它的搜索过程引入了随机因素。模拟

永磁同步电机弱磁控制的控制策略研究

永磁同步电机弱磁控制的控制策略研究 摘要 永磁同步电机是数控机床、机器人控制等的主要执行元件，随着稀土永磁材料、永磁电机设计制造技术、电力电子技术、微处理器技术的不断发展和进步，永磁同步电机控制技术成为了交流电机控制技术的一个新的发展方向。基于它的优越性，永磁同步电机获得了广泛的研究和应用。本文对永磁同步电机的弱磁控制策略进行了综述，并着重对电压极限椭圆梯度下降法弱磁控制、采用改进的超前角控制弱磁增速、内置式永磁同步电动机弱磁控制方面进行了调查、研究。 关键词：永磁同步电机、弱磁控制、电压极限椭圆梯度下降法、超前角控制、内置式永磁同步电动机 一、永磁同步电机弱磁控制研究现状 1．永磁同步电机及其控制技术的发展 任何电机的电磁转矩都是由主磁场和电枢磁场相互作用产生的。直流电机的主磁场和电枢磁场在空间互差90°电角度，因此可以独立调节；而交流电机的主磁场和电枢磁场互不垂直，互相影响。因此，交流电机的转矩控制性能不佳。经过长期的研究，目前交流电机的控制方案有：矢量控制、恒压频比控制、直接转矩控制等[1]。 1．1 矢量控制 1971年德国西门子公司F．Blaschke等与美国P．C．Custman等几乎同时提出了交流电机磁场定向控制的原理，经过不断的研究与实践，形成了现在获得广泛应用的矢量控制系统。矢量控制系统是通过坐标变换，把交流电机在按照磁链定向的旋转坐标系上等效成直流电机，从而模仿直流电机进行控制，使交流电机的调速性能达到或超过直流电机的性能。 1．2 恒压频比控制 恒压频比控制是一种开环控制，它根据系统的给定，利用空间矢量脉宽调制转化为期望的输出进行控制，使电机以一定的转速运转。但是它依据电机的稳态模型，从而得不到理想的动态控制性能。要获得很高的动态性能，必须依据电机的动态数学模型，永磁同步电机的动态数学模型是非线性、多变量，它含有角速度与电流或的乘积项，因此要得到精确控制性能必须对角速度和电流进行解耦。近年来，研究了各种非线性控制器，来解决永磁同步电机非线性的特性。 1．3 直接转矩控制 矢量控制方案是一种很有效的交流伺服电机控制方案，但是由于该方案需要进行矢量旋转变换，坐标变换比较复杂。此外，由于电机的机械常数慢于电磁常数，矢量控制中转矩响应的速度不够迅速。针对矢量控制的上述缺点，德国学者

变频器控制字状态字

字体大小：大| 中| 小2010-02-11 12:51 - 阅读：143 - 评论：3 工控网曾有过关于主题的文章,很精华,没找到链接,抱歉!下面给您一篇我曾摘自工控网的技术文章: 1.通讯方式的设定:PPO 4,这种方式为0 PKW/6 PZD,输入输出都为6个PZD,(只需要在STEP7里设置，变频器不需要设置)； PROFIBUS的通讯频率在变频器里也不需要设置,PLC方面默认为1.5MB. 在P60=7设置下,设置P53=3,允许CBP(PROFIBUS)操作. P918.1设置变频器的PROFIBUS地址. 2.设置第一与第二个输入的PZD为PLC给变频器的控制字,其余四个输入PZD这里没有用到. 设置第一与第二个输出的PZD为变频器给PLC的状态字,设置第三个为变频器反馈给PLC 的实际输出频率的百分比值, 第四个为变频器反馈给PLC的实际输出电流的百分比值,其余两个输出PZD这里没有用到. 3.PLC给变频器的第一个PZD存储在变频器里的K3001字里. K3001有16位,从高到底为3115到3100(不是3001.15到3001.00). 变频器的参数P554为1时变频器启动为0时停止,P571控制正转,P572控制反转. 如果把P554设置等于3100,那么K3001的位3100就控制变频器的启动与停止,P571设置等于3101则3101就控制正转， P572设置等于3102则3102就控制反转.(变频器默认P571与P572都为1时正转，都为0时为停止).

经过这些设置后K3001就是PLC给变频器的第一个控制字. 此时K3001的3100到3115共16位除了位3110控制用途都不是固定的,所以当设置P554设置等于3101时则3101可以控制启动与停止, P571等于3111时则3111控制正转,等等. K3001的位3110固定为“控制请求”,这位必须为1变频器才能接受PLC的控制讯号,所以变频器里没有用一个参数对应到这个位, 必须保证PLC发过来第一个字的BIT 10为1. 这里设置为:P554=3100,P571=3101,P572=3102,当PLC发送W#16#0403时(既 0000,0100,0000,0011)变频器正转. 4.PLC给变频器的第二个PZD存储在变频器里的K3002字里. 变频器的参数P443存放给定值. 如果把参数P443设置等于K3002,那么整个字K3002就是PLC给变频器的主给定控制字. PLC发送过来的第二个字的大小为0到16384(十进制),(对应变频器输出的0到100%),当为8192时,变频器输出频率为25Hz. 5.变频器的输出给PLC的第一个PZD字是P734.1,第二个PZD字是P734.2,等等. 要想把PLC接收的第一个PZD用作第一个状态字,需要在变频器里把P734.1=0032(既字 K0032), 要想把PLC接收的第二个PZD用作第二个状态字,需要在变频器里把P734.2=0033(既字 K0032). (K0032的BIT 1为1时表示变频器准备好,BIT 2表示变频器运行中,等等.) (变频器里存贮状态的字为K0032,K0033等字,而变频器发送给PLC的PZD是P734.1,P734.2等) 在变频器里把P734.3=0148,在变频器里把P734.4=0022,则第三个和第四个变频器PZD分别包

变频器控制字状态字

字体大小： | | 2010-02-11 12:51 - 阅读：143 - ：3 工控网曾有过关于主题的文章,很精华,没找到链接,抱歉!下面给您一篇我曾摘自工控网的技术文章: 1.通讯方式的设定:PPO 4,这种方式为0 PKW/6 PZD,输入输出都为6个PZD,(只需要在STEP7里设置，变频器不需要设置)；PROFIBUS的通讯频率在变频器里也不需要设置,PLC方面默认为. 在P60=7设置下,设置P53=3,允许CBP(PROFIBUS)操作. 设置变频器的PROFIBUS地址. 2.设置第一与第二个输入的PZD为PLC给变频器的控制字,其余四个输入PZD这里没有用到. 设置第一与第二个输出的PZD为变频器给PLC的状态字,设置第三个为变频器反馈给PLC的实际输出频率的百分比值, 第四个为变频器反馈给PLC的实际输出电流的百分比值,其余两个输出PZD这里没有用到. 给变频器的第一个PZD存储在变频器里的K3001字里. K3001有16位,从高到底为3115到3100(不是到. 变频器的参数P554为1时变频器启动为0时停止,P571控制正转,P572控制反转.

如果把P554设置等于3100,那么K3001的位3100就控制变频器的启动与停止,P571设置等于3101则3101就控制正转， P572设置等于3102则3102就控制反转.(变频器默认P571与P572都为1时正转，都为0时为停止). 经过这些设置后K3001就是PLC给变频器的第一个控制字. 此时K3001的3100到3115共16位除了位3110控制用途都不是固定的,所以当设置P554设置等于3101时则3101可以控制启动与停止, P571等于3111时则3111控制正转,等等. K3001的位3110固定为“控制请求”,这位必须为1变频器才能接受PLC的控制讯号,所以变频器里没有用一个参数对应到这个位, 必须保证PLC发过来第一个字的BIT 10为1. 这里设置为:P554=3100,P571=3101,P572=3102,当PLC发送W#16#0403时(既0000,0100,0000,0011)变频器正转. 给变频器的第二个PZD存储在变频器里的K3002字里. 变频器的参数P443存放给定值. 如果把参数P443设置等于K3002,那么整个字K3002就是PLC给变频器的主给定控制字. PLC发送过来的第二个字的大小为0到16384(十进制),(对应变频器输出的0到100%),当为8192时,变频器输出频率为25Hz. 5.变频器的输出给PLC的第一个PZD字是,第二个PZD字是,等等.

永磁同步电机弱磁调速

永磁同步电机弱磁调速控制文献阅读报告

专业：电气工程及其自动化 学生姓名： 学生学号: 学生班号:

本篇论文是从阅读文献报告的角度来解读论文的。 稀土永磁同步电机早在上世纪七十年代就开始出现，现在已被广泛使用，其具有重量轻、体积小、效率高、弱磁扩速能力强等一系列优点，成为航空、航天、武器装备、电动汽车等领域重要发展方向。由于永磁同步电机磁场结构复杂，使得计算准确度差，磁极形状与尺寸的优化，调速性能等都是永磁电机设计的难点。这些年来，如何提高永磁同步电机恒功率调速比的问题是研究的重点，永磁电机及其驱动器的设计成了电机领域研究的热点课题。 本文主要研究内容是对内置式永磁同步电机设计及弱磁性能的研究。 分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上，通过阐述弱磁调速的控制原理，提出了一种基于电流调节的PMSM定子磁链弱磁控制算法，有效地拓宽了恒功率调速比。并在Matlab/Simulink环境下，构建了永磁同步电机弱磁控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。仿真结果证明了该控制系统模型的有效性，恒功率调速比达到了4： 1，为永磁同步电机弱磁调速控制系统的设计和调试提供了理论基础，有一定的实际工程价值。 关键词：内置式；永磁电机；弱磁控制；电流跟踪算法；仿真建模

目录 永磁同步电机弱磁调速控制文献阅读报告 (1) 一、研究的问题 (5) 二、研究方法 (5) 2.1 永磁电机的数学模型 (5) 2.2弱磁调速原理 (7) 2.3 基于Matlab的PMSM弱磁控制系统仿真模型建立 (8) 2.4 仿真结果 (11) 三、解决效果 (13) 3.1 结论 (13) 3.2感悟与体会 (13)

发酵工艺优化

发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统 至于装液量的问题，应该从以下几个方面考虑： 1、保持在你所需要的转速培养情况下（尤其是在后期，菌丝很多时，转速很高时），不能让发酵液把你的塞子湿掉，容易造成染菌。 2、装液量的体积在消毒过程中，不能因为沸腾把塞子湿掉，或者跑出三角瓶，装液量太多会出现这样的情况。很容易染菌。 3、根据你的菌种的情况和发酵液的粘度，需要的混匀程度等等方面也要考虑。 4、建议你做一个梯度试验（40－50－60－70－80等）就可以找到你所需要的装液量。 关于剩余空气的排除在灭菌完毕后（100度左右），立刻用盖子或者其他的用品把你的培养摇瓶盖好，有时候这么点空气根本对兼性厌氧发酵没有什么影响，如果你的菌种要求很严的话，最好用干冰加入已经灭菌的空摇瓶后，立刻用其他的样品培养基分装即可。当然也可以用氮气。最好是二氧化碳。 你可以再查查看是否有其他的方法，我说的也不完全。！！

发酵过程中的优化

发酵过程中的优化 高望 （兰州理工大学生命科学与工程学院） 摘要：发酵过程优化控制技术是发酵工程的重要技术。综述了近年来微生物发酵过程优化控制技术的研究现状，综合运用微生物反应计量学、生化反应和传递动力学、生物反应器工程及代谢工程理论，(1) 基于微生物反应计量学的培养环境优化技术；(2) 基于微生物代谢特性的分阶段培养技术；(3) 基于反应动力学模型的优化技术；(4) 基于代谢通量分析的优化技术；(5) 基于系统观点的生物反应系统优化技术；（6）基于环境胁迫的优化技术；（7）基于辅因子调控的优化技术 关键词：发酵过程优化 1 发酵过程优化技术 1.1基于微生物反应计量学的培养环境优化技术 研究微生物从培养基中摄取营养物质的情况和营养物质通过代谢途径转化后的去向，确定不同环境条件对微生物生长和代谢产物分布的影响，进而优化微生物生长的物理和化学环境，保证微生物生长处于最适的环境条件下，为进一步的发酵过程优化奠定基础。：(1) 培养基组成的优化技术。 (2) 发酵环境条件的优化技术。研究表明，培养基中的氮含量与葡

萄糖消耗及丙酮酸积累密切相关。氮源缺乏时, 葡萄糖消耗和丙酮酸生产均受到抑制。在小型反应器流加发酵中采用氨水控制pH 值( 相当于同时提供氮源) , 细胞能够持续、快速地积累丙酮酸。[1]李寅；陈坚；梁大芳营养条件对光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的影响[J]生物工程学报2000,16（2）：225-227 1.2 基于微生物代谢特性的分阶段培养技术 对分批发酵过程的研究发现，适合微生物生长的温度、pH 值、剪切和溶解氧浓度往往并不一定适合目标产物的形成，提出分阶段溶解氧和搅拌转速控制策略、分阶段温度控制策略及分阶段pH 值控制策略，将环境条件控制在最适合细胞生长或最适合产物合成的水平。研究表明，郑美英等以Ｓｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍｍｏｂａｒａｅｎｓｅ为出菌株，研究了培养中温度控制策略，并在小型发酵罐上进行了验证。得出ＴＧ发酵过程中温度控制策略为：Ｏ～１８ｈ，控制温度为３２℃，１８ｈ后将温度切换到２８℃。采用此温度控制策略在２．５Ｌ小罐上进行ＴＧ发酵，酶活比未控制温度时的最好水平提高了１４%，发酵时间也缩短了６ｈ。由此可见，采用合理的温度控制策略确实能够显著提高ＴＧ的发酵过程中的各项指标。郑美英堵国成陈坚分批发酵生产谷氨酰胺转氨酶的温度控制策略[J]生物工程学报，200,16（6）：759-761 刘延岭，邓林，周昌豹，陈丽微生物发酵生产谷氨酰胺转胺酶的研究进展四川食品与发酵 2004,4：1-4 1.3 基于反应动力学模型的发酵过程优化和控制技术 研究不同目标代谢产物发酵过程的反应动力学，应用统计热力学理论和功能单元扩展理论，建立目标代谢产物分批发酵过程的动力学模型，用龙格库特法求取模型方程数值解，然后用单纯形搜索法或最速下降法寻出动力学模型方程中的最优参数，并对动力学模型的适用性进行评价。基于分批发酵动力学模型，在下列3 个方面已取得一定成果：①采用奇异优化理论，优化透明质酸的流加培养过程，并通过重复操作和优化补料组合发酵模式，显著提高透明质酸的生产强度[23]；②应用最小值原理，分别建立真氧产碱杆菌细胞生长期和聚羟基丁酸合成期底物流加的准优化控制策略，确定以指数速率流加和变速流加相结合的流加操作方式，得到以聚羟基丁酸最大生产强度和最高转化率为目标的准优化控制策略并成功应用[24－25]；③在无反馈控制的情况下，比较了不同流加培养模式对重组大肠杆菌生产谷胱甘肽的影响，发现采用简单的指数速率流加方式即可实现重组大肠杆菌的高密度培养[26]。 1.4 基于代谢通量分析（MFA）的发酵过程优化技术 参考已知的生化反应计量关系和特定微生物的代谢途径和生理代谢特征，构建生物合成特定目标代谢产物的代谢网络。利用代谢通量分析方法，对代谢中间产物进行拟稳态假设，然后通过测定细胞和代谢产物浓度的变化速率，计算得出胞内各条代 谢途径的通量变化。根据代谢通量分析的计算数据，分析特定目标代谢产物，如丙酮酸、透明质酸和生物絮凝剂生物合成途径中主要代谢节点的性质(刚性、弱刚性或弹性)，结合发酵

变频器控制字状态字

变频器控制字状态字标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

字体大小： | | 2010-02-11 12:51 - 阅读：143 - ：3 工控网曾有过关于主题的文章,很精华,没找到链接,抱歉!下面给您一篇我曾摘自工控网的技术文章: 1.通讯方式的设定:PPO 4,这种方式为0 PKW/6 PZD,输入输出都为6个PZD,(只需要在STEP7里设置，变频器不需要设置)； PROFIBUS的通讯频率在变频器里也不需要设置,PLC方面默认为. 在P60=7设置下,设置P53=3,允许CBP(PROFIBUS)操作. 设置变频器的PROFIBUS地址. 2.设置第一与第二个输入的PZD为PLC给变频器的控制字,其余四个输入PZD这里没有用到. 设置第一与第二个输出的PZD为变频器给PLC的状态字,设置第三个为变频器反馈给PLC 的实际输出频率的百分比值, 第四个为变频器反馈给PLC的实际输出电流的百分比值,其余两个输出PZD这里没有用到. 给变频器的第一个PZD存储在变频器里的K3001字里. K3001有16位,从高到底为3115到3100(不是到.

变频器的参数P554为1时变频器启动为0时停止,P571控制正转,P572控制反转. 如果把P554设置等于3100,那么K3001的位3100就控制变频器的启动与停止,P571设置等于3101则3101就控制正转， P572设置等于3102则3102就控制反转.(变频器默认P571与P572都为1时正转，都为0时为停止). 经过这些设置后K3001就是PLC给变频器的第一个控制字. 此时K3001的3100到3115共16位除了位3110控制用途都不是固定的,所以当设置P554设置等于3101时则3101可以控制启动与停止, P571等于3111时则3111控制正转,等等. K3001的位3110固定为“控制请求”,这位必须为1变频器才能接受PLC的控制讯号,所以变频器里没有用一个参数对应到这个位, 必须保证PLC发过来第一个字的BIT 10为1. 这里设置为:P554=3100,P571=3101,P572=3102,当PLC发送W#16#0403时(既 0000,0100,0000,0011)变频器正转. 给变频器的第二个PZD存储在变频器里的K3002字里. 变频器的参数P443存放给定值. 如果把参数P443设置等于K3002,那么整个字K3002就是PLC给变频器的主给定控制字.

发酵工艺优化

发酵工艺优化 发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统

三相异步电机弱磁控制策略研究-张海燕

第29卷第6期2011年6月 水 电 能 源 科 学 W ater Resour ces and P ow er V o l.29N o.6Jun.2011 文章编号:1000-7709(2011)06-0172-03 三相异步电机弱磁控制策略研究 张海燕1 ,尹 赟2 ,宋文祥 2 (1.上海电机学院电气学院,上海200240; 2.上海大学机电工程与自动化学院,上海200072)摘要:基于异步电机矢量控制弱磁方法,探讨了传统1/X r 方法、考虑转矩电流分量改进型的1/X r 弱磁方法和基于电压控制策略的转矩最大化弱磁方案,并对比分析了三种弱磁策略的关键控制量的仿真波形,同时比较验证了弱磁控制策略的有效性,以供工程应用。 关键词:异步电机;矢量控制;弱磁控制;弱磁区域划分中图分类号:T M 343 文献标志码:A 收稿日期:2011-02-21,修回日期:2011-04-13 基金项目:上海市教委重点学科基金资助项目(J51901) 作者简介:张海燕(1978-),男,工程师,研究方向为大功率交流电机变频传动和发电机静态励磁控制,E -mail:haiy ok @126.co m 通讯作者:宋文祥(1973-),男,副教授,研究方向为新型电力电子变换、电机驱动控制,E -mail:w xsong2003@https://www.wendangku.net/doc/9111053901.html, 在整个三相异步电机的运行区间,按速度可划分为基速以下和基速以上两个区域。当电机运行在基速以下时,稳态时整个电机磁场保持恒定,输出转矩保持不变,该区间又称恒转矩调速区。当电机运行在基速以上时,由于直流母线电压的限制与反电动势的影响,就需转子磁通随着转速的上升而下降,即所谓弱磁运行。异步电机弱磁控制方法主要有传统的1/X r 弱磁算法[1]、考虑转矩电流分量的改进型1/X r 弱磁算法[2] 、基于电压控制策略的转矩最大化弱磁控制算法[3],但这三种方法各有优缺点。鉴此,本文基于弱磁运行限制条件[2~4] 和区域划分[3] ,分别研究了该三种弱磁算法,并给出了相应仿真结果,比较和验证了弱磁控制策略的有效性。 1 三种弱磁方法的分析 1.1 传统1/X r 弱磁算法 使电机的转子磁场与转子转速X r 成反比,即使励磁电流给定信号i *s d 与转子转速成反比。这种控制方法往往使电压提前达到饱和,限制了转速的进一步提高。随转子转速大于异步电动机额定同步转速X base ,交叉耦合反电动势不断增大,i * s d 保持与转速成反比,能确保磁场定向条件下的同步施转d 坐标系定子电压分量v s d 不增加,但不能确保q 坐标系定子电压分量v s q 不增加,电压往往提前达到饱和,限制了转速进一步提高,同时转速 动态响应变慢。但该方法实现简单,适用于对调速范围及转速动态响应速度要求不高的场合。1.2 考虑转矩电流分量的改进型1/X r 算法 电机的输出转矩与励磁电流分量i s d 、转矩电流分量i s q 的乘积成正比,电机运行在弱磁区域,转矩的输出能力取决于i s d 和i s q 的协调控制。而i s d 和i s q 由v s q 和v s d 决定,则转矩输出能力取决于v s q 和v s d 的协调控制。该法通过在弱磁升速阶段改变励磁电流指令信号i * s d 平衡d 、q 轴电压分量的分配。当将q 轴电流跟踪误差的变化引入d 轴电流并通过修正i * s d 使即使在v s q 处于限幅状态时,i s q 亦能较快地跟踪i * s q ,同时进一步改善了i s d 的跟踪特性,提高了电机转矩输出特性,使转速动态响应加快。 该算法通过减小i *s d 以改善系统的性能,但并未从根本上解决反电动势的耦合问题,也未考虑电压与电流的限制条件,使系统跟踪特性与转矩输出达不到最理想状态。但该法简单易行、原理清晰。1.3 基于电压控制策略的弱磁算法 基于电压控制策略的系统控制结构见图1。图2为电压控制器框图,包含两个PI 调节器:PI_1控制励磁电流i * s d 调节电机输入电压v * s d q ;PI_2控制转矩电流i * s q 调节电机d 轴输入电压v * s d ,min 为输出两个输入信号中的较小值。 该方法[3,5,6]原理清晰,转速动态响应快,调速范围宽,其显著特点是在相应运行频率下能输出最大转矩。但由于在矢量控制的基础上增加了

微生物发酵过程优化控制技术进展

微生物发酵过程优化控制技术进展 摘要发酵工程是生化工程和现代生物技术及其产业化的基础。在发酵工程领域，为了提高发酵水平和生产率，更多的研究工作集中在菌种的筛选和改造上。随着生物科学技术的发展，基因工程与代谢工程研究领域都出现了长足的进步与发展，利用基因重组与诱发等技术可以实现高产菌株普遍生产。但只有通过发酵过程的优化控制，才能实现产品质量最高、生产力最大、成本消耗最低的生产过程，因此对微生物发酵过程的优化控制成为发酵工程中研究人员日益关注的焦点。 关键词微生物发酵；影响因素；优化控制技术 1 培养基对发酵的影响 1.1 发酵培养基碳源和氮源的选择 碳源用于提供微生物能量来源、构建细胞以及形成产物。碳源包括单糖、双糖、多糖、天然复合物、油脂等，比如葡萄糖、蔗糖、淀粉以及豆油等。氮源是微生物蛋白质和其他含氮有机物的重要来源，与此同时，氮源也参与形成含氮产物。氮源包括无机氮源以及有机氮源，比如氨盐、硝酸盐、蛋白胨以及豆粉等。 1.2 发酵培养基中无机盐对发酵的影响 无机盐对代谢产物的生成及微生物的正常生长都具有相当重要的影响。在微生物的生长代谢过程中，磷参与了微生物细胞中核酸等辅酶的构成，是微生物能量代谢、生长的重要因素之一。在苏云金芽泡杆菌的发酵产物苏云金素的分子结构中包含磷酸根，所以在其发酵培养基中添加更多磷酸盐，更有利于产物苏云金素的合成。钙离子在微生物发酵过程中的主要作用是调节细胞的生理状态，比如说维持细胞的胶体状态、降低细胞膜的通透性等。与此同时，在大多数发酵培养基里面，添加适量的CaCO3，能够对发酵液含菌量的变化起到相当明显的影响，其主要原因是CaCO3的添加对发酵液的pH具有非常良好的缓冲作用，从而大大改善了菌体的生长环境。镁元素是许多酶的催化剂。锰、锌、铁、钼以及钴等元素是微生物所需要的微量元素[1]。 2 培养条件对发酵的影响 2.1 种子质量对发酵的影响 在发酵培养基中接入合适的接种量以及种龄适宜的优质种子液，能够使目标微生物更加迅速地进入到对数生长期，从而使发酵周期大大地减短，进而促使产物质量得以有效提升。如果种龄过长则会直接导致菌体过早的发生衰退，菌体的生产能力也随之而有一定程度的下降；如果种龄过短，则会直接导致菌体生长缓慢，产物合成时间大大推迟。若接种量过小，那么便会使得菌体细胞的生长量变

发酵过程控制

发酵过程控制和优化技术的有关知识 发酵的生产水平高低除了取决于生产菌种本身的性能外，还要受到发酵条件、工艺的影响。只有深入了解生产菌种在生长和合成产物的过程中的代谢和调控机制以及可能的代谢途径，弄清生产菌种对环境条件的要求，掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律，有效控制各种工艺条件和参数，使生产菌种始终处于生长和产物合成的优化环境中，从而最大限度地发挥生产菌种的生产能力，取得最大的经济效益。 一．发酵过程进行优化控制的意义 随着生物和基因工程技术在各工业行业中的应用，发酵产品生产规模和品种不断增加，对发酵过程进行控制和优化也显得越来越重要。作为发酵中游技术的发酵过程控制和优化技术，既关系到能否发挥菌种的最大生产能力，又会影响到下游处理的难易程度，在整个发酵过程中是一项承上启下的关键技术。 与物理和化学反应过程不同，生物过程的反应速率比较慢，目的产物的浓度、生产强度、反应物质（底物或基质）向目的产物的转化率也比较底。工业微生物学从两个方面解决上述问题，一方面通过菌种选育和改良获得高产的发酵菌种；另一方面，通过控制培养条件使微生物最大限度地生产目标产物。相对来讲，通过发酵过程控制和优化，将生物过程准确地控制在最优的环境或操作条件下，是提高整体生产水平的一个捷径或者说是一种更容易的方法，其重要性也绝不亚于利用分子生物学和基因工程进行菌种改良的方法。 二．生化过程的特征 与物理和化学反应过程相比，生化反应过程有以下不同特征：①动力学模型高度非线性； ②动力学模型参数的时变性；③除简单的物理和化学状态变量（温度、pH、压力、气体分压、DO外，绝大多数生物状态变量（生物量、营养物浓度、代谢产物浓度、生物活性等）很难在线测量；④过程参数的滞后性，一个生物过程可能涉及成千上万个小的物理和化学反应，其相互间的作用和影响造成了生物过程的响应速率慢。 生物过程的控制和优化还具有以下特点：①不需要太高的控制精度；②各状态变量之间存在一定的连带关系；③由于没有合适的定量的数学模型可循，其控制与优化操作还必须完全依靠操作人员的经验和知识来进行。 三．生物过程控制和优化的目的和研究内容 生物过程控制和优化的目的就是以生物反映工程、发酵工程、生物化学、微生物学等学科的原理和知识为基础，以自动控制理论、过程控制和优化理论、工程数学以及人工智能技术为手段，将目的生物过程控制在最优的操作环境之下，以实现提高生物过程生产水平的目

弱磁控制方案

弱磁控制解决方案 一d、q轴数学模型 d-q轴系下表贴式同步电机电子方程为： 式中: 和分别为直轴和交轴同步电感，为定子相电阻，为转子的电角速度，为转子永磁体产生的励磁磁场的基波磁链。 电机高速稳定运行时，忽略定子压降，电压方程可以改写为， 。 电动机定子电压大小为√,将上述等式带入得到 √。根据定子绕组电压公式，当电机定子电压达到逆变器输出的极限电压时，为了使得转速升高，只能通过增加去磁电流分量 和减小交轴电流分量，以维持电压平衡，达到弱磁调速目的。 二安全限制问题 在弱磁高性能调速时，不同工作区域内，由于控制规律不同，为了获得较好的控制效果，通常会选择不同的电流、电压矢量轨迹或者转矩矢量轨迹。 2.1 电压极限轨迹 受逆变器输出电压的限制，电机运行稳定时，电压矢量幅值为： ，又√，那么得到 ?。其中为逆变器两端的最大限制电压，当d、q两轴的电感相等时，电压极限轨迹是一个圆形曲线；否则，电压极限轨迹是一个椭圆曲线。 2.2 电流极限轨迹 受逆变器输出电流和电机本身额定电流的限制，PMSM稳定运行时，电流矢量幅值方程为： 。 根据电流、电压极限方程得到轨迹图形为

电动机稳定运行时，定子电流矢量既不能超过电压极限圆也不能超过电流极限圆。如果1时，电流矢量的范围限制在ABCDEF中。 三弱磁控制 3.1 弱磁控制方案一 * 主要控制流程： 电机控制进入弱磁控制模式后，保持电流矢量大小不变，通过调节超前角β大小，调节d、q两轴电流、，通过反馈调节确定电压极限圆限制。通过反馈结果确定超前角β变化趋势。 弱磁控制主要面临的问题 1 进入弱磁控制状态，退出弱磁控制状态。 通常进入弱磁控制状态是电压或电流的调节达到了逆变器的饱和度。 以id=0的控制模式为例，调节q轴电流，确保定子两端电压值不超过Vmax。当q轴电流达到设定的值，如果需要继续增加电机转速只能通过弱磁调节（保持电机硬件参数不变）。首先保证电子两端电流大小i s不变，通过调节d、q两轴电流实现调节。 2 调节d、q两轴电流值

发酵优化与控制

发酵过程的优化与控制 1.举例说明反馈控制系统是如何工作、间接优化发酵性能的。 答：以《应用溶氧反馈控制高密度培养重组大肠杆菌过程中乙酸的产生》为例简介如下： 在供氧充足的条件下，当大肠杆菌比摄糖速率q g≥临界值q g crit时(图1A)，就会产生乙酸，溶氧信号pO2在产生乙酸时为图1B中的2，不产生乙酸为图1B中的1； 在葡萄糖限制培养的条件下，脉冲补入葡萄糖，当q g≤q g crit时，大肠杆菌比摄氧速率q o升高，pO2值降低。 脉冲过后，葡萄糖浓度的下降，q g下降，pO2值也逐渐回升(图1B)。 当脉冲补入的葡萄糖过多，大肠杆菌的摄糖速率超过临界值时，大肠杆菌的摄氧能力处于饱和状态，pO2值的响应就不会随着葡萄糖的脉冲补入而产生振荡变化(图1B)。 如图：在补料的前阶段(15~28h)，以对数增加的流速补入葡萄糖时，pO2值随着葡萄糖脉冲补入而上下振荡；加入IPTG开始诱导(26h)重组大肠杆菌表达人表皮生长因子后，在接近30h时，振荡的幅度变小，这标志着重组菌的比摄糖速率逐渐接近产生乙酸的临界比摄糖糖速率(q g crit)，而此后降低补料速率则又使pO2的振荡幅度有所增加。根据pO2值的振荡变化来控制葡萄糖的补料速率(30~44h)，能使重组大肠杆菌继续保持较高的生长速率，同时发酵液中的乙酸和葡萄糖的浓度也维持在较低的水平，大肠杆菌的细胞干重在44h时达到48g/L，人表皮生长因子的表达量比第二批提高45％。

2、实现发酵过程优化的目标有哪些？如何根据发酵过程的特点实现这些目标 的相对统一？举一例进行表述。 答： ⑴实现发酵过程优化的目标： 使细胞生理调节、细胞环境、反应器特性、工艺操作条件与反应器控制之间这种复杂的相互作用尽可能的简化，并对这些条件和相互关系进行优化，使之最适于特定发酵过程的进行，以达到高产量（提高设备利用率；降低产品提取费用），高转化率（降低原料成本；减少环境污染），高生产强度（缩短生产周期；降低设备投资）的目的。 ⑵举例说明实现发酵目标相对统一：《L-组氨酸发酵优化》 ①L-组氨酸测定方法的研究 产物的快速测定，可以帮助生产者及时知道发酵过程进行的水平。快速测定方法的建立不仅给生产带来方便，也节约了生产成本。 本研究中应用“Paully试剂比色法”对发酵液中L-组氨酸进行了定量分析研究，确立了L-组氨酸定量测定条件和计算方法，并对其精确度进行研究，证明Paully试剂比色法能够快速，准确的测定发酵液中L-组氨酸含量。 ②L-组氨酸发酵条件的优化 组氨酸工业优生产的关键是发酵，发酵水平的高低是决定产品成本的主要因素。提离发酵水平的途径有二条：一是选育适合工业化生产的优良菌种，二是获得与生产菌种相匹配的最佳发酵工艺条件和控制手段。前者是建立在代谢控制发酵研究基础上的现代菌种选育技术，后者是建立在生化反应工程基础上的发酵过程技术。只有二者紧密结合才能最终实现发酵生产的高水平。 本研究中进行了分批发酵和补料分批发酵的条件优化，通过研究培养方式、营养条件控制、无机盐影响、生长因子影响以及环境条件控制对于L-组氨酸发酵的影响，从而提高了组氨酸的产量。 如图3-1所示为不同碳源对种子培养基的影响，从种子活力分析，以葡萄糖和果糖作为碳源，菌体浓度较高，而蔗糖作为碳源时种子活力最低。从产酸角度看，蔗糖产酸最高，葡

永磁同步电机的弱磁控制策略的仿真研究

永磁同步电机的弱磁控制策略的仿真研究 收藏此信息打印该信息添加：顾光旭来源：未知 1 引言 目前，弱磁控制是永磁同步电机研究的又一个热点。由于材料技术的发展，高剩磁密度br 和高矫顽力hc的永磁材料应用于电机，电机在相当大的程度上已不怕电枢反应的去磁作用，允许在直轴上流过较大的去磁电流。另一方面为了使电机运行于高速区，拓宽电机系统的调速范围。在电压型逆变器驱动的电机系统中，电机端电压不可能提高的情况下，减弱电机磁场使电机转速升高的方法—弱磁控制，可以使电机运行在额定转速以上。在很多牵引和纺织驱动应用场合中，需要恒功率控制和宽调速范围运行，因此，电机的弱磁控制日益倍受关注。 2 电流控制器的饱和 对于逆变器供电的永磁同步电机，其电枢电流ia和端电压ua由于逆变器供给的最大电流和最大电压的限制，存在如下的限制条件: (1) (2) 式中，iam—逆变器供给的最大电流，uam—逆变器供给的最大电压。 从式(1)可以看出，最大电流限制在id-iq平面，是以(0，0)为中心，大小固定的圆，称为电流极限圆。最大的电压限制可以用以下方程表示:

(3) 在id-iq平面上，随着电机转速的提高，最大电压极限是一簇不断缩小，以(-1，0)为中心的椭圆，称为电压极限椭圆。电流矢量ia必须位于电流极限圆和电压极限椭圆中，否则电枢电流不能跟随给定电流，永磁同步电机的调速性能将下降。在电机低速运行段，电压极限椭圆较大，电流控制器输出电流能力主要受到电流极限圆的约束，限制了永磁同步电机低速时的输出力矩。在高速运行段，电压极限椭圆不断缩小，电压极限椭圆成为逆变器输出约束的主要方面，从而限制了永磁同步电机的调速运行范围。采用弱磁控制可以扩展永磁同步电机的调速范围，在高速段避免电流控制器饱和，即提高高速运行时永磁同步电机矢量控制系统的调速性能。 在永磁同步电机矢量控制系统中，正常转速运行范围内能够采用不同的电流控制策略，采用这些电流控制方法时，随着电机转速的升高，电流控制器很快就会进入饱和。 3 永磁同步电机弱磁控制区域的确定 在电流控制器饱和时，必须采用弱磁控制策略，使输出电流能够跟踪给定电流，保证永磁同步电机能够输出给定力矩。进行弱磁控制时，必须首先确定弱磁控制区域，即确定永磁同步电机何时进入弱磁控制。电流控制器的饱和是由于电机的反电势升高，当电机的端电压达到逆变器能够输出的最高电压，电机电流不能跟随给定电流而引起的。定义电机的端电压比为电机负载情况下的端电压和空载时的端电压之比，为: (4) 其中，ρ=lq/ld为永磁同步电机的凸极系数。