基于集成模型的間歇式染色過(guò)程控制方法研究.pdf

1、間歇式染色生產(chǎn)方式由于其能適合小批量生產(chǎn)，且生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作等優(yōu)點(diǎn)，使之成為我國(guó)印染行業(yè)的主要生產(chǎn)方式之一。但是，其具體的上染過(guò)程非常復(fù)雜且牽扯到很多影響因素，要得到穩(wěn)定的染色產(chǎn)品比較困難，因此，對(duì)其進(jìn)行建模和控制是非常必要的。目前已有的上染過(guò)程模型大多是基于菲克定律的單工藝參數(shù)（溫度或pH)機(jī)理模型，很難反映其它影響因素以及歷史數(shù)據(jù)對(duì)染色成敗的影響等等。在控制方式上，大多采用傳統(tǒng)的開(kāi)環(huán)控制，這種研究很難解決對(duì)染料上染過(guò)程的直接控制

2、問(wèn)題，其控制效果的好壞完全取決于工藝設(shè)定的精確性。本文針對(duì)這些情況，提出了將機(jī)理模型與非機(jī)理模型相結(jié)合的建模方法，并依據(jù)該方法實(shí)現(xiàn)了間歇式上染過(guò)程上染速率的集成建模。在控制方式設(shè)計(jì)方面，構(gòu)建了以所建間歇式上染過(guò)程的上染速率集成模型為軟測(cè)量模型的閉環(huán)控制系統(tǒng)，而且在其中引入了將廣義預(yù)測(cè)與變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合的智能控制算法。
　　 本文選擇分散紅、黃、藍(lán)三原色染滌綸為代表，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法.支持向量機(jī)回歸(Support Vector

3、Regression SVR)理論，分別對(duì)其建立染料上染率和多染色工藝參數(shù)（溫度、pH、保溫時(shí)間）之間的單因素—平衡上染百分率模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種方法的可行性與預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，然后利用支持向量機(jī)以及其改進(jìn)的最小二乘向量機(jī)方法建立了多因素—平衡上染率模型，進(jìn)一步將其與機(jī)理模型（吸附速率方程）進(jìn)行集成，最終建立了分散染料染滌綸上染速率集成模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所建立集成模型有較高的精確度，可以滿足染色結(jié)果預(yù)測(cè)的需要。
　　 在控制策略

4、上，本論文以上染速率曲線為控制目標(biāo)設(shè)計(jì)一閉環(huán)控制系統(tǒng)，針對(duì)上染過(guò)程中上染速率不易直接測(cè)量的問(wèn)題，本文提出了將前面所建立的間歇式上染過(guò)程上染速率集成模型作為整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的軟測(cè)量模型的方法，以期對(duì)上染過(guò)程進(jìn)行及時(shí)反饋和控制，提高最后的染色質(zhì)量，降低能耗和污染排放。
　　 在控制算法方面，傳統(tǒng)的控制算法采用直接反饋PID控制，其輸出往往超調(diào)嚴(yán)重，魯棒性也差。最主要的問(wèn)題是被控對(duì)象有不同時(shí)間的延遲環(huán)節(jié)，造成PID的控制效果很不理想。