基于集成模型的間歇式染色過程控制方法研究.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)備簡單、易操作等優(yōu)點(diǎn)，使之成為我國印染行業(yè)的主要生產(chǎn)方式之一。但是，其具體的上染過程非常復(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，對其進(jìn)行建模和控制是非常必要的。目前已有的上染過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)對染色成敗的影響等等。在控制方式上，大多采用傳統(tǒng)的開環(huán)控制，這種研究很難解決對染料上染過程的直接控制

2、問題，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程的上染速率集成模型為軟測量模型的閉環(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)動方法.支持向量機(jī)回歸(Support Vector

3、Regression SVR)理論，分別對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，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種方法的可行性與預(yù)測準(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)，針對上染過程中上染速率不易直接測量的問題，本文提出了將前面所建立的間歇式上染過程上染速率集成模型作為整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的軟測量模型的方法，以期對上染過程進(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。最主要的問題是被控對象有不同時(shí)間的延遲環(huán)節(jié)，造成PID的控制效果很不理想。