注塑過(guò)程質(zhì)量控制中若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究.pdf

1、注塑成型是一種重要的塑料加工手段，獲得高質(zhì)量的塑料制品是注塑成型過(guò)程控制研究的重要目標(biāo)之一。作為一種典型的小批量、多產(chǎn)品間歇生產(chǎn)過(guò)程，注塑過(guò)程具有多變量、多工序、非線性、非平穩(wěn)、周期性等顯著特點(diǎn)，易受各種干擾和不確定因素的影響，導(dǎo)致制品質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)。注塑過(guò)程產(chǎn)品在線質(zhì)量控制仍存在一些尚未得到完全解決的關(guān)鍵問(wèn)題，譬如：(1)如何深入挖掘并充分利用注塑成型過(guò)程數(shù)據(jù)的內(nèi)蘊(yùn)信息；(2)如何提高產(chǎn)品質(zhì)量軟測(cè)量模型的精度；(3)如何針對(duì)小批量生產(chǎn)任

2、務(wù)快速制定合理的質(zhì)量控制與優(yōu)化策略。針對(duì)上述問(wèn)題，本文開(kāi)展的研究工作和取得的關(guān)鍵成果總結(jié)如下：
　　1.總結(jié)了注塑過(guò)程質(zhì)量控制的研究現(xiàn)狀。首先，對(duì)質(zhì)量控制的三層次結(jié)構(gòu)、開(kāi)環(huán)質(zhì)量控制和閉環(huán)質(zhì)量控制進(jìn)行詳細(xì)的闡述；其次，重點(diǎn)針對(duì)在線閉環(huán)質(zhì)量控制問(wèn)題，從工藝參數(shù)優(yōu)化、基于模型的優(yōu)化控制和無(wú)模型優(yōu)化控制三個(gè)角度討論了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀；最后，對(duì)注塑過(guò)程質(zhì)量控制的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展瓶頸進(jìn)行分析和展望。
　　2.研究了基于流形的注塑過(guò)程數(shù)據(jù)降

3、維與特征分析方法。考慮高維過(guò)程變量數(shù)據(jù)的非線性降維聚類以及低維操作變量數(shù)據(jù)的內(nèi)蘊(yùn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)挖掘等問(wèn)題，提出應(yīng)用拉普拉斯特征映射(LE)解決高維數(shù)據(jù)聚類問(wèn)題，并分析了注塑過(guò)程低維操作變量的空間性質(zhì)，提出應(yīng)用基于黎曼流形的自然梯度方法解決無(wú)模型質(zhì)量控制優(yōu)化問(wèn)題。
　　3.提出并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種基于工況識(shí)別的注塑過(guò)程產(chǎn)品質(zhì)量軟測(cè)量建模方法。離線建模時(shí)，采用LE方法挖掘高維數(shù)據(jù)的低維流形結(jié)構(gòu)，分析數(shù)據(jù)內(nèi)在的多工況分布特性，應(yīng)用Mean Shi

4、ft方法進(jìn)行工況聚類，建立基于粒子群參數(shù)尋優(yōu)(PSO)的偏最小二乘支持向量機(jī)(PLS-LSSVM)軟測(cè)量建模策略；在線應(yīng)用時(shí)，提出一種基于Mean Shift原理的在線工況識(shí)別方法，能夠快速準(zhǔn)確地完成在線樣本的工況識(shí)別。
　　4.提出并仿真驗(yàn)證了一種基于自然梯度的注塑過(guò)程質(zhì)量控制無(wú)模型優(yōu)化方法。從黎曼流形和隨機(jī)優(yōu)化的角度，直接利用歷史操作變量值和產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)量值，迭代搜索滿足質(zhì)量控制優(yōu)化目標(biāo)的最優(yōu)過(guò)程參數(shù)設(shè)定值；同時(shí)提出了一種適用于