基于PSO的熱定型優(yōu)化及控制算法研究.pdf

1、紡織印染產(chǎn)業(yè)是我國的重要產(chǎn)業(yè)之一，有為數(shù)眾多的企業(yè)，而印染定型機(jī)則是該類企業(yè)必不可少的大型設(shè)備，其主要作用是對已染色的濕布料進(jìn)行烘燥、拉幅、定型處理從而得到合格的布匹。定型機(jī)具有體積大、能耗高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。目前，在對定型機(jī)的控制上，大多數(shù)企業(yè)仍采用人工操作，手動(dòng)控制，不僅布匹合格率低，而且能源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，本文以國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目為依托，以印染定型機(jī)為研究對象，以在保證產(chǎn)量的前提下，降低定型機(jī)生產(chǎn)能耗和使整個(gè)生產(chǎn)過程具有優(yōu)良的

2、動(dòng)態(tài)特性為研究目標(biāo)，對其能耗建模及其優(yōu)化控制技術(shù)進(jìn)行了研究，完成了基于DCS的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并在工業(yè)現(xiàn)場成功運(yùn)行。研究成果對推動(dòng)印染企業(yè)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)布匹印染定型過程的節(jié)能降耗具有現(xiàn)實(shí)意義。本文完成的主要工作如下:
　　 (1)在綜合國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合定型機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)工況，對印染定型機(jī)的工藝流程、能耗特點(diǎn)和控制要求進(jìn)行了綜合分析，將項(xiàng)目組成員已建立的定型過程能耗模型轉(zhuǎn)化為優(yōu)化求解問題;同時(shí)基于標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法(Parti

3、cleSwarmOptimization，SPSO)提出了改進(jìn)的粒子群算法(Modifiedswarmoptimization，MPSO)，并運(yùn)用MPSO優(yōu)化了印染定型機(jī)能耗模型的關(guān)鍵參數(shù)。本文將MPSO與其他算法在多種標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)優(yōu)化問題上進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了MPSO算法的有效性。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，對多種常見織物在不同定型條件下的能耗模型分別進(jìn)行了優(yōu)化求解，該系列結(jié)果對熱定型過程工程師和操作人員具有一定的參考價(jià)值。
　　 (2)

4、在將優(yōu)化結(jié)果作為定型機(jī)各級(jí)烘箱設(shè)定溫度的基礎(chǔ)上，針對定型機(jī)具有大滯后、強(qiáng)耦合、非線性的特點(diǎn)，提出了一種基于MPSO算法優(yōu)化的模糊控制系統(tǒng)(PSO_FC)。通過引進(jìn)調(diào)整因子對模糊查詢表進(jìn)行初始化，利用MPSO算法對調(diào)整因子等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而使模糊控制器得到理想輸出。該方法避免了傳統(tǒng)模糊控制器由于經(jīng)驗(yàn)規(guī)則存在缺陷而導(dǎo)致輸出不能達(dá)到預(yù)期效果的不足。Matlab仿真結(jié)果表明PSO_FC控制算法可靠有效。
　　 (3)完成了基于DC