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基于智能算法的碳纤维原丝纺丝工艺监测与优化

作　者: 周强
导　师: 丁永生
学　校: 东华大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 灰度关联 在线监测 遗传优化 支持向量回归机 专家系统
分类号: TQ342.742
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 34次
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内容摘要


碳纤维原丝纺丝是一个具有多生产环节和复杂生产条件的大规模生产系统,其生产过程监测与控制的实现,需要结合对生产设备和生产技术的认识与建模,以及对生产线控制系统的设计与优化来进行。本论文是碳纤维原丝纺丝工艺监测、优化及控制集成项目的子课题,主要研究碳纤维原丝纺丝工艺的在线监测与优化问题。本论文的主要研究工作如下：首先,研究碳纤维原丝纺丝工艺,确定各道工艺影响碳纤维原丝性能的参数,并确定原丝的性能结构及质量指标。然后通过灰度关联分析法分析影响碳纤维原丝质量的纺丝工艺参数。其次,基于NetCon网络监控设备建立碳纤维原丝纺丝工艺在线监测系统,首先确定需要监测的参数,然后对系统的软硬件平台进行的搭建和设计,并建立数据库系统存储监控数据。在此平台的基础上,提出基于遗传算法优化的支持向量回归机碳纤维原丝性能预测模型,这样可以根据碳纤维原丝实时参数在线预测出碳纤维原丝的性能,起到预警的作用。然后,建立碳纤维原丝纺丝工艺优化的专家系统。专家系统采用协同式的架构,分为主系统和若干子系统,专家系统的实现主要包括知识库的表示和推理机的设计,知识库分全局知识库与分领域知识库,推理机使用径向基神经网络(RBF)进行反向推理,求出优化后的性能参数,达到在线优化的目的。最后提出了基于C/S结构的碳纤维原丝纺丝工艺监测及优化系统软件的软件实现方案,并给出了系统总体设计框架图、各模块实现功能以及系统数据库表单设计,为碳纤维原丝纺丝的监测和智能优化提供了良好的软件平台。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-18
  1.1 研究背景与意义  11-12
  1.2 相关领域的研究现状  12-16
    1.2.1 碳纤维原丝生产的研究  12-13
    1.2.2 工业无线监测技术的研究  13-14
    1.2.3 智能优化算法和专家系统的研究  14-16
  1.3 主要研究内容及创新点  16-17
    1.3.1 无线监测和智能算法在碳纤维原丝纺丝工艺中的应用  16
    1.3.2 主要创新点  16-17
  1.4 论文的结构安排  17-18
第二章 碳纤维原丝纺丝工艺及参数分析  18-29
  2.1 引言  18
  2.2 碳纤维原丝纺丝的生产工艺  18-22
  2.3 高性能碳纤维原丝的质量指标及影响因素  22-23
    2.3.1 高性能原丝的质量指标  22
    2.3.2 高性能原丝的影响因素  22-23
  2.4 影响碳纤维原丝质量的纺丝工艺参数分析  23-28
    2.4.1 灰色系统理论  23-24
    2.4.2 灰色关联分析法  24-26
    2.4.3 灰色关联分析原丝性能影响因素  26-28
  2.5 小结  28-29
第三章 碳纤维原丝纺丝工艺监测系统  29-47
  3.1 引言  29
  3.2 NetCon无线网络监控系统  29-33
    3.2.1 NetCon系统概述  30-31
    3.2.2 无线局域网网络化控制  31-33
    3.2.3 NetCon网络化可视监控组态软件  33
  3.3 碳纤维原丝纺丝工艺监测系统设计  33-40
    3.3.1 监测参数选取  34-35
    3.3.2 监测平台搭建及实现  35-40
  3.4 基于支持向量回归机的原丝性能预测模型  40-46
    3.4.1 支持向量回归机  40-42
    3.4.2 原丝性能预测模型的实现  42-43
    3.4.3 SVRM模型的遗传算法优化  43-46
  3.5 小结  46-47
第四章 碳纤维原丝纺丝协同式专家系统  47-57
  4.1 引言  47
  4.2 知识库的建立  47-48
  4.3 推理机制  48-53
    4.3.1 推理机概要  48-50
    4.3.2 IRBF推理机制  50-53
  4.4 原丝纺丝工艺专家系统优化  53-55
  4.5 小结  55-57
第五章 系统总体设计及实现  57-67
  5.1 引言  57
  5.2 系统开发环境  57-60
    5.2.1 .NET框架介绍  57-58
    5.2.2 .NET中的数据访问  58-60
  5.3 系统实现  60-66
    5.3.1 系统的总体设计框架  60
    5.3.2 系统数据库的设计  60-62
    5.3.3 系统的主要功能及说明  62-66
  5.4 小结  66-67
第六章 总结与展望  67-69
  6.1 总结  67
  6.2 展望  67-69
参考文献  69-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间参加的项目和发表的论文  75
  1、攻读硕士学位期间参加的项目  75
  2、攻读硕士学位期间发表的论文  75
  3、攻读硕士学位期间中请的专利和软件著作登记权  75

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 合成纤维 > 特种纤维 > 碳纤维系纤维 > 碳纤维
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