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数字孪生技术支持下的设备运行优化控制方法

目录

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.4技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

二、相关理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1数字孪生核心技术要素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2设备运行状态监测原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.3预测性维护方法论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.4优化控制理论与算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.5数据驱动决策模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

三、基于数字孪生的设备建模与仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1设备物理实体信息获取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.2数字孪生体构建方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.3虚实数据映射与同步机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.4环境与工况模拟仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.5模型验证与精度评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

四、设备运行状态实时监测与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.1多源异构数据采集方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

4.2传感器部署与信号处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

4.3设备状态参数提取与特征识别．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.4基于数字孪生的健康诊断．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

4.5故障早期预警技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

五、设备运行优化控制策略设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.1运行效率与能耗平衡目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

5.2基于孪生仿真的性能边界探索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

5.3智能决策优化算法应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

5.4动态工况下的自适应调整机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

5.5多目标协同优化路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

六、基于数字孪生的闭环控制实施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

6.1控制指令生成与下发逻辑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

6.2实际运行参数反馈与校准．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

6.3控制效果实时评估体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

6.4人机交互与协同控制界面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

6.5安全约束与鲁棒性保障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

七、案例分析与系统验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

7.1案例选取与系统架构说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86

7.2数据采集与模型构建过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．