1、火災(zāi)，特別是建筑火災(zāi)對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)的損害是有目共睹的。為了研究建筑火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展以及產(chǎn)生破壞的機(jī)理，有必要建立一套建筑火災(zāi)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)各種建筑構(gòu)件在明火的作用下力學(xué)性能變化進(jìn)行模擬測試。而測試的模擬升溫過程必須嚴(yán)格符合IS0834.國際標(biāo)準(zhǔn)。本論文圍繞"建筑火災(zāi)模擬試驗(yàn)智能測控系統(tǒng)開發(fā)和研究"開展了深入的理論和試驗(yàn)研究工作。主要研究內(nèi)容包括： (1)開發(fā)設(shè)計(jì)了一套包括立式爐、臥式爐、液化氣供氣系統(tǒng)、點(diǎn)火裝置和建筑構(gòu)件加壓裝置的

2、火災(zāi)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。其創(chuàng)新性特點(diǎn)一是采用液化氣加熱方式，最大限度地模擬了實(shí)際建筑火災(zāi)明火升溫的特性；二是研制的智能測控系統(tǒng)，滿足了建筑火災(zāi)模擬試驗(yàn)對(duì)多種類建筑構(gòu)件測試的機(jī)動(dòng)性、綜合性和可靠性要求。 (2)提出了一個(gè)適合火災(zāi)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)爐溫估計(jì)的基于主元分析和徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軟測量模型，解決了火災(zāi)模擬試驗(yàn)中爐溫在線估計(jì)的難題。對(duì)于總共采集的119組18路數(shù)據(jù)，將80組用于主元分析和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初試化訓(xùn)練，確定較為理想的中心距離

3、、權(quán)值和隱層數(shù)，經(jīng)MATLAB程序?qū)τ嘞碌?9組數(shù)據(jù)用訓(xùn)練好的軟測量模型進(jìn)行測試，構(gòu)建了在線的爐溫估計(jì)模型。給出該軟測量模型與加權(quán)平均方法的估計(jì)結(jié)果對(duì)比，表明了論文設(shè)計(jì)的軟測量模型在爐溫估計(jì)精度和穩(wěn)定性方面比常規(guī)的加權(quán)平均方法有著明顯優(yōu)越性。 (3)提出了一種新穎的基于模糊專家PID控制的復(fù)合智能控制器結(jié)構(gòu)。深入研究了PID控制器3個(gè)參數(shù)K<,P>、K<,I>、K<,D>與控制器特性動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性的關(guān)系，提出了智能在線整定K<,

4、P>、K<,I>、K<,D>參數(shù)的方法。進(jìn)行了專家模糊PID控制器同常規(guī)PID控制器控制效果對(duì)比試驗(yàn)，從給出的5個(gè)時(shí)段的對(duì)比曲線可以看出，設(shè)計(jì)出的智能專家PID控制比常規(guī)PID控制在靜態(tài)誤差和穩(wěn)定性等方面有著明顯的優(yōu)勢。給出了爐溫升溫實(shí)測結(jié)果同標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)比曲線。證明爐溫控制效果完全符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO834要求，控制精度和穩(wěn)態(tài)誤差等性能指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。 (4)提出了一種融合熱電偶、熱電阻和DS18820數(shù)字溫度傳感器等不同等級(jí)溫

5、度參數(shù)的虛擬儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。研制開發(fā)了兼具串行通信和增強(qiáng)型EPP并行通信模式帶多臺(tái)單片機(jī)和工控機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的54路溫度采集處理系統(tǒng)。 (5)開發(fā)了應(yīng)用Visual Basic 6.0、單片機(jī)匯編語言、FRANKLIN C語言和MATLAB語言等多開發(fā)平臺(tái)工具的獨(dú)特的軟件系統(tǒng)。整個(gè)軟件系統(tǒng)包括爐溫?cái)?shù)據(jù)采集軟件、通信接口軟件、軟測量軟件、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MATLAB訓(xùn)練軟件、智能模糊專家PID控制器軟件以及試驗(yàn)流程管理軟件等子系統(tǒng)。