本研究方向立足于为自治区经济建设服务,借助学校冶金行业背景的优势,紧密结合流程综合工业自动化系统向扁平化发展趋势,基于三层模式、高效集成的流程工业企业综合自动化整体架构体系,在控制层(PCS层),结合控制领域的先进控制手段(专家系统、智能控制、神经网络、模糊控制等), 使控制达到最优,开展PCS级网络化智能控制器研究;在MES(制造执行系统)层,生产计划在流程工业企业中的重要地位,计划优化的巨大作用。; MES级冶金企业生产计划与控制研究。
PCS级网络化智能控制器研究,是目前控制界一项具有迫切性和挑战性研究。针对现场控制层在网络环境下的闭环控制系统NCS存在随机时变性传输时延,应用离散模糊控制理论、时滞理论、鲁棒控制理论和广义预测控制理论等及其融合,基于线性矩阵不等式LMI方法,对具有随机不确定时延(多于一个采样周期)的NCS,研究NCS对象建模方法,在此基础上研究使系统二次稳定性、指数衰减渐近稳定及保性能稳定控制。并进一步以高性能、高可靠性嵌入式处理器、FPGA/CPLD为核心构筑智能控制器和SOC系统,采用多总线协议(CAN、1553B、MIC)通讯模式和vxWorks等嵌入式操作系统技术,实现PCS级网络化、数字化集成技术。
冶金企业生产计划与控制研究,以有效提升企业绩效为目标,以微观经济学、运筹学和现代企业生产与运作管理理论为基础,利用多智能体(multi-agent system)方法,研究冶金企业生产计划、生产控制以及与过程控制的集成,探索提高企业绩效的计划与控制管理模式。在冶铸轧生产控制方向:针对冶(炼钢)铸(连铸)轧(热轧)冶金企业短流程的核心工序中的钢水、连铸坯等都是热态产品(可随时间自然降温),及连铸和热轧的加工速度和均热的效果又与温度密切相关,将生产实际中的时间和温度要求作为约束条件,以热轧生产实际要求的单元计划平均轧制长度和热装比作为优化目标,精确控制半成品在缓冲区的进出时刻和停留时间模型。
经过多年的发展,该研究方向形成一支研究方向明确、梯队结构合理学术队伍。队伍成员具有较强的理论创新和研发集成能力。承担国家自然科学基金项目、国家社会科学基金项目2项,省部级项目10余项,出版教材6部,学术专著1部,在国内外学术期刊上发表学术论文百余篇,其中7篇被EI 收录,完成横向科研项目多项。
本方向的研究课题立足于为自治区经济建设服务,产学研相结合,在产品研制开发过程中发挥了高校的优势。以单片机为核心构筑的低成本智能仪表系统应用于流程工业控制系统中,从1990年以来已形成产业化规模,如高炉自动上料系统在西部广泛推广应用50余套;以高性能、高可靠性嵌入式处理器、FPGA/CPLD为核心构筑的专用控制器和多总线协议(CAN、1553B、MIC)通讯模式,采用vxWorks等嵌入式操作系统技术实现军工装置产品已投入批量生产,装备部队。<城市管网运行监测与控制系统研究与开发>、<高炉炉缸水温差及热流强度在线监测系统>和〈2500ISKM型水泵干油自动润滑系统〉项目获内蒙古科技进步三等奖。获得专利4项。本研究方向为内蒙古自治区的经济建设和科技发展做出贡献,为少数民族地区培养高水平的专业技术人才提供良好的条件。