3、化工过程非单调规划与操作策略综合

化工过程非单调规划与操作策略综合

1. 层次化建模:过程与操作的精准刻画

在化工过程规划中,对过程和操作步骤进行有效表示至关重要。这些表示模型需满足两个关键要求:一是能够捕捉过程中的布尔型、整数型(即分类或定性)或实值变量;二是能在多个细节层次上对过程或操作进行描述,且保持内部一致性。

1.1 操作建模

操作步骤的特征化,即算子 (Op_{jq}) 的特征化,取决于操作类型(如布尔型、整数型、解析实值型)和所需的细节层次(如工厂某部分的抽象操作、阀门和泵等的原始操作)。以下是几种可能的模型:
- STRIPS 算子 :由 Fikes 和 Nilsson 在 1971 年引入,是最简单的操作步骤模型。它包含前置条件和后置条件,前置条件是在操作执行前系统及其周围环境必须满足的陈述,后置条件是操作执行后保证为真的陈述。然而,STRIPS 算子存在严重局限性,例如不同过程的时间前置和后置条件不同,难以创建通用的算子集合;且过程操作的函数关系会导致整体成为功能算子,这在严格的 STRIPS 模型中是不允许的。
- 条件算子 :为克服 STRIPS 算子的局限性,Chapman 在 1985 年提出了条件算子。它根据所有前置条件是否为真产生两组后置条件。但在合成操作程序时,条件算子也有类似的缺点,其使用受到严重限制,无法涵盖设备/产品切换、优化控制和某些安全回退策略等操作程序的规划。
- 功能算子 :与 STRIPS 和条件算子使用前置条件的合取不同,功能算子有一组前置条件的合取。对于每组前置条件,都有一组对应的后置条件。功能算子是比 STRIP

内容概要:本文详细介绍了如何使用STM32微控制器精确控制步进电机,涵盖了从原理到代码实现的全过程。首先,解释了步进电机的工作原理,包括定子、转子的构造及其通过脉冲信号控制转动的方式。接着,介绍了STM32的基本原理及其通过GPIO端口输出控制信号,配合驱动器芯片放大信号以驱动电机运转的方法。文中还详细描述了硬件搭建步骤,包括所需硬件的选择连接方法。随后提供了基础控制代码示例,演示了如何通过定义控制引脚、编写延时函数和控制电机转动函数来实现步进电机的基本控制。最后,探讨了进阶优化技术,如定时器中断控制、S形或梯形加减速曲线、微步控制及DMA传输等,以提升电机运行的平稳性和精度。 适合人群:具有嵌入式系统基础知识,特别是对STM32和步进电机有一定了解的研发人员和技术爱好者。 使用场景及目标:①学习步进电机STM32的工作原理及二者结合的具体实现方法;②掌握硬件连接技巧,确保各组件间正确通信;③理解并实践基础控制代码,实现步进电机的基本控制;④通过进阶优化技术的应用,提高电机控制性能,实现更精细和平稳的运动控制。 阅读建议:本文不仅提供了详细的理论讲解,还附带了完整的代码示例,建议读者在学习过程中动手实践,结合实际硬件进行调试,以便更好地理解和掌握步进电机的控制原理和技术细节。同时,对于进阶优化部分,可根据自身需求选择性学习,逐步提升对复杂控制系统的理解。
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