基于DaVinci平台的除尘风机自动控制系统

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cz1502008
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工频熔炼炉冶炼废杂铜过程中伴有大量的废弃烟气产生,必须用大功率除尘风机进行抽风,使有害烟气经除尘系统处理后回收到除尘袋中,从而达到降低空气污染的目的。针对目前工频熔炼炉熔炼废杂铜过程中烟气浓度难以测量进而除尘风机控制低效的问题,本文以TI Da Vinci家族的ARM与DSP双核嵌入式图像处理芯片TMS320DM6446为核心开发了一套除尘风机自动控制系统,采集熔炼炉内的烟气图像,提取出图像中判断烟气浓度的特征,在此基础上,使用PSFCM结合FCM的方法建立特征值的烟气浓度分级模型,实现了除尘风机自动高效节能控制。通过使用测试,控制系统稳定可靠、实时性良好、节能效果显著。本文详细阐述了基于DaVinci平台的除尘风机自动控制系统的设计开发工作,主要贡献和创新点有:(1)完成整个控制系统的控制方案设计和硬件平台搭建。针对冶炼过程中烟气特点,提出基于图像处理的带有前馈的反馈控制方案,在此基础上搭建了以DM6446为核心处理器的系统硬件平台,整个电路采用模块化设计方法,由图像采集单元、图像输出单元、电源电路、通用外设电路等部分组成,具有较高的稳定性和实用性。(2)烟气图像特征值的提取。通过对废杂铜冶炼工艺的分析,提出了利用烟气图像的灰度特征、纹理特征和运动特征来量化判断炉内烟气浓度的方法,并对这些特征值的可行性和算法实现进行了研究。(3)烟气浓度分级模型的建立。针对部分典型特征值样本可以标定的特点,基于SVM多分类器论证了采用特征值建立烟气浓度分级模型的可行性。由于SVM方法存在标签难以获得、模型不完整、算法复杂等问题,创新性地提出改进的PSFCM结合FCM建立烟气浓度分级模型的方法,不仅有效地保证控制系统的实时性,还具有较高的风机转速预测准确率。(4)控制系统软件的实现。ARM端采用基于Linux的多线程设计,完成控制系统图像采集、显示以及调用算法等功能;DSP端基于DSP/BIOS操作系统对烟气图像特征提取和烟气浓度分级模型分类算法进行了实现和优化;并对控制系统效果进行了测试。
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