MDF連續(xù)平壓工藝建模及優(yōu)化研究.pdf

1、連續(xù)平壓過程在決定中密度纖維板（Medium Density Fiberboard，簡稱MDF）性能的眾多因素中起著關鍵性的作用。隨著木材資源的日益減少，MDF需求量的不斷增大，如何提高能源和資源的有效利用率尤為重要。針對MDF連續(xù)平壓工藝過程，本論文基于支持向量機(Support Vector Machine，簡稱SVM)理論，以神經網絡智能算法為基礎研究工具，于搜集的生產數據對連續(xù)平壓工藝的工作機理和流程定量分析，在一定條件下，建立

2、了MDF連續(xù)平壓工藝關系模型，給出可靠的理論分析和創(chuàng)新的智能算法支持，并在此基礎上提出了針對特定的MDF性能指標需求設定連續(xù)平壓工藝參數的方案。
　　本文的主要研究成果如下:
　　1.首先，對連續(xù)平壓過程進行了工藝和參數分析，建立了連續(xù)平壓過程中板坯屬性、工藝參數與MDF成品板性能指標間的定量關系模型。隨后，基于SVM理論，通過最小泛化誤差上界，給出所建立的關系模型對應的最優(yōu)化問題。
　　2.針對建立連續(xù)平壓工藝模型所

3、提出的最優(yōu)化問題，設計了一種全新的智能算法，并且對所設計的算法提供了嚴謹的數學理論分析及論證。首先，我們在已建立的優(yōu)化問題中添加正則項，用以通過尋找到稀疏解來降低熱壓工藝控制中的復雜度，結合罰函數法和投影法處理優(yōu)化問題中的約束條件，以使所設計的智能算法具有很好的優(yōu)化性能和簡潔的結構，隨后，通過引入光滑化技巧，對基于不定核SVM建立MDF連續(xù)平壓工藝模型所給出的優(yōu)化問題，設計智能算法，并從數學理論角度嚴格論證了此算法的動態(tài)性能和優(yōu)化性能。

4、其次，引入新方法將原始SVM優(yōu)化問題變形，并改進已給出的智能算法，使得新算法在求解基于正（半）定核SVM建立MDF連續(xù)平壓工藝模型所對應的優(yōu)化問題時，具有更強勁的動態(tài)性能和優(yōu)化性能。最后，基于已搜集的數據集，通過數值仿真實驗，對三類厚度的熱壓板，建立以某些熱壓工藝參數（如熱壓壓力、熱壓溫度、熱壓時間等）和一些板坯屬性（如含水率等）為自變量，以MDF成品板的性能指標（如彈性模量、靜曲強度、內結合強度等）為因變量的關系模型，且數值仿真結果顯

5、示所建立的MDF連續(xù)平壓工藝模型可很好地擬合給定數據集。
　　3.在已知MDF連續(xù)平壓工藝關系模型工作的基礎上，為達到按需求控制產品質量的目的，本文建立優(yōu)化模型并設計智能算法，從定量角度給出板坯屬性調整和工藝參數設定的最優(yōu)方案，已達到降低生產成本、提高勞動效率的目的。首先，我們提出了連續(xù)平壓過程中以工藝參數（如熱壓壓力、熱壓溫度、熱壓時間等）和板坯屬性（如含水率等）為自變量，以MDF成品板的性能指標（如靜曲強度、彈性模量、內結合強

6、度等）為因變量的幾類優(yōu)化問題模型，并對模型中核函數的選取提供明確的選取方案，以使此模型不僅可實時求解且具有較強的應用價值。其次，針對我們建立的優(yōu)化問題，設計有效的智能算法，并對算法的動態(tài)和優(yōu)化性能進行嚴謹地理論論證。最后，對重點優(yōu)化MDF成品板單一性能指標和綜合性能指標的兩類問題，基于本論文前面對三類熱壓板連續(xù)平壓工藝所得到的關系模型，分別采用針對相應問題所設計的智能算法，求得關于熱壓工藝參數和板坯屬性的最優(yōu)設定方案。
　　4.以