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陶瓷梭式窯有限狀态機建模
時間:[2017/5/26]

   有限狀态機是指系統中存在有限個狀态,當事件發生時,這些有限個狀态進行轉移和動作的數學模型。因而,狀态的變化是由事件驅動,該事件可以是外部輸入的信号,也可以是系統内部的信号,并且在任一時刻,系統隻能處于其中的一個狀态。在陶瓷梭式窯中,溫度的上升過程可分為各個階段的工作狀态,而在溫度上升的過程中,噴嘴的個數的逐個增加又可視為外部輸入的信号,所以,陶瓷梭式窯的生産過程既受時間信号驅動,又受離散時間信号驅動,可以通過有線狀态機将燒制過程進行建模。

  一個完整的有限狀态機的設計,應該包括3元素的設計:狀态、時間、動作。狀态是一種模式,它用于描述事件驅動的系統,其基于事件和條件而改變,系統在接收到事件時,就會産生對應的動作。動作時狀态間轉換的一部分,它是基于狀态的活動情況執行,并指示狀态的變化。

  在有限狀态機中,可以通過一種狀态轉換到另一種狀态的條件,并對可轉換的狀态提供狀态遷移事件,從而構造出狀态遷移圖。在stateflow中,狀态和狀态轉換是最基本的元素,有限狀态機的示意圖如下圖所示,圖中C表示Condition。

  針對以上陶瓷梭式窯燒制過程的特征,采用有限狀态進行建模。系統大緻分為兩個狀态,即梭式窯的工作狀态和停止狀态。工作狀态作為三個不同溫度狀态(High,Middle,Low)的父狀态,Low表示低溫階段,Middle表示氧化還原其,High表示高溫期。領用Stateflow建模如圖所示:

  上圖為某種陶瓷梭式窯燒制過程Stateflow模型。當梭式窯處于工作狀态時,首先是四個噴嘴開始工作,即窯溫處于低溫階段;當溫度達到800攝氏度時,另兩個噴嘴開始工作,此時共有六個噴嘴同時工作,即窯溫處于氧化還原期;當溫度達到940攝氏度時,最後兩個噴嘴開始工作,此時共有8個噴嘴同時工作,即窯溫進入高溫期。

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