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(guān)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法為基礎(chǔ)研究工具，于搜集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)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(guān)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(chǔ)上提出了針對特定的MDF性能指標(biāo)需求設(shè)定連續(xù)平壓工藝參數(shù)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(jìn)行了工藝和參數(shù)分析，建立了連續(xù)平壓過程中板坯屬性、工藝參數(shù)與MDF成品板性能指標(biāo)間的定量關(guān)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(guān)系模型對應(yīng)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(shè)計了一種全新的智能算法，并且對所設(shè)計的算法提供了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)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(fù)雜度，結(jié)合罰函數(shù)法和投影法處理優(yōu)化問題中的約束條件，以使所設(shè)計的智能算法具有很好的優(yōu)化性能和簡潔的結(jié)構(gòu)，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(shè)計智能算法，并從數(shù)學(xué)理論角度嚴(yán)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(jìn)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(yīng)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(shù)據(jù)集，通過數(shù)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(shù)（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(biāo)（如彈性模量、靜曲強度、內(nèi)結(jié)合強度等）為因變量的關(guān)系模型，且數(shù)值仿真結(jié)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(shù)據(jù)集。
　　3.在已知MDF連續(xù)平壓工藝關(guān)系模型工作的基礎(chǔ)上，為達(dá)到按需求控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的，本文建立優(yōu)化模型并設(shè)計智能算法，從定量角度給出板坯屬性調(diào)整和工藝參數(shù)設(shè)定的最優(yōu)方案，已達(dá)到降低生產(chǎn)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(shù)（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(biāo)（如靜曲強度、彈性模量、內(nèi)結(jié)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(shù)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(yīng)用價值。其次，針對我們建立的優(yōu)化問題，設(shè)計有效的智能算法，并對算法的動態(tài)和優(yōu)化性能進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乩碚撜撟C。最后，對重點優(yōu)化MDF成品板單一性能指標(biāo)和綜合性能指標(biāo)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(guān)系模型，分別采用針對相應(yīng)問題所設(shè)計的智能算法，求得關(guān)于熱壓工藝參數(shù)和板坯屬性的最優(yōu)設(shè)定方案。
　　4.以