一種同軸電纜護套機優化運行方法技術

本發明專利技術涉及一種同軸電纜護套機優化運行方法。目前同軸電纜護套機運行主要是靠工作人員經驗運行。本發明專利技術方法首先采集同軸電纜護套機生產運行參數及相關的表征同軸電纜護套生產品質指標，建立數據庫；然后針對給定的同軸電纜護套機和相應的護套生產材料，選擇數據作為建模數據；采用支持向量機方法針對建模數據建模，將不同的護套品質融合為一個綜合品質指標，并作為模型輸出，建立生同軸電纜護套生產的綜合品質指標與各生產運行參數間的模型，再利用蟻群優化算法結合所建模型，針對模型對應的同軸電纜護套產品的品質，進行護套機生產運行參數配置的優化。本發明專利技術方法可有效提高護套機生產的效率和產品品質，可實施離線優化也可進行在線實時優化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于信息與控制
，涉及。
技術介紹
同軸電纜護套機優化運行方法是保證同軸電纜護套品質的重要技術手段，其目標是在一定的生產材料(護套材料)條件下，通過調整給料速度，芯線速度，過程中的溫度等生產操作參數而獲得高效、高品質的運行狀態。同軸電纜護套機所用護套材料、生產過程中的溫度及芯線通過護套機的速度等生產操作參數的搭配，對同軸電纜護套的品質有直接的影響，不同的護套材料、生產過程中溫度及芯線穿過護套機速度等生產操作參數的配置，會直接導致不同的電纜護套的老化性能指標、抗磨性能指標甚至是有無氣泡(或氣泡多少) 等情況。對于給定的護套材料，在給定的護套機上生產，針對不同的規格要求，存在一種最優的運行方案，能夠使相應護套品質指標最優化，但是，生產操作參數與品質指標間有著復雜的關系，要找到最優的生產運行方案并不容易。隨著科學技術的不斷進步，自動化程度也在不斷提高，但是同軸電纜護套機優化運行問題還沒有很好的得到解決。實際中同軸電纜護套機運行主要是靠工作人員經驗運行，而且不能實現實時在線的優化，因此實際運行中的參數配置存在較大的優化空間。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對同軸電纜護套機優化運行的難題，提出一種具有自學習能力的優化運行方法，優化內容保證了電纜護套的品質指標。本專利技術方法通過機器學習，在大量不同的生產操作參數組合中，挖掘出生產操作參數與電纜護套的品質指標間的關系模型，再結合優化算法進行電纜護套的生產運行優化是非常有潛力的方法。如何使該方法真正達到電纜護套生產實際的要求，是困擾工程技術人員的難題，主要難題包括，如何提高模型的預測和泛化能力，如何提高模型的增量學習能力，如何豐富電纜護套優化的目標，使之達到兼顧各項指標的更全面的優化的目的等。本專利技術方法的具體步驟是步驟(I).根據護套的生產材料的物理特性(熔融和凝結特性)和生產工藝要求確定生產的溫度范圍；步驟(2).采集同軸電纜護套機生產操作參數及表征同軸電纜護套生產品質指標，建立數據庫；同軸電纜護套機生產操作參數通過同軸電纜護套機運行數控系統獲取，或直接通過儀器測量采集，不同的護套生產材料要分開采集數據，以便有針對性的分別建模；其獲得的方法為成熟技術；所述的同軸電纜護套機生產操作參數的數據包括同軸電纜護套的生產材料、給料速度(釣、芯線穿過護套機速度(7)、生產溫度P ;所述的表征同軸電纜護套生產品質指標的數據包括護套的抗老化指標(灼、單位長度平均氣泡數量(《)、抗磨性能指標(rt ；這個過程是積累數據的階段，為后邊的數據挖掘建模做準備；步驟(3).建模數據選擇，針對給定的護套機和護套生產材料，選擇30 50組數據作為建模數據，數據要針對同一種生產材料包括給料速度、芯線穿過護套機速度、生產溫度及護套的抗老化指標、單位長度平均氣泡數量和抗磨性能指標；步驟(4).采用支持向量機方法針對建模數據建模，建立護套的品質指標與生產操作參數間的模型；具體建模方法如下首先將表征同軸電纜護套生產品質指標根據生產質量的要求和側重，融合為一個綜合的護套生產品質性能指標..φ=α' β+b.n+c-y' ;其中，α為抗老化指標比重系數、 為單位長度平均氣泡數量比重系數、^為抗磨性指標比重系數，0€ 幻； 各指標系數的確定依據實際生產用的護套材料及設備狀況和對產品質量需求的側重確定或調整；用于建模樣本的輸入參數及表征護套生產品質性能的綜合指標的輸出參數表不為 ■{^(，其中 表示第組作為輸入數據的護套生產操作參數向量表示第組作為輸出參數的表征護套生產品質的綜合指標(_的參數，況為樣本數量，以實際運行數據為基礎建立生產操作參數與護套的生產品質指標間的模型；采用支持向量機算法建模，支持向量機核函數選為徑向基函數權利要求1.，其特征在于該方法的具體步驟是 步驟(I).根據護套的生產材料的熔融和凝結特性以及生產工藝要求確定生產的溫度范圍； 步驟(2).采集同軸電纜護套機生產操作參數及表征同軸電纜護套生產品質指標，建立數據庫；同軸電纜護套機生產操作參數通過同軸電纜護套機運行數控系統獲取，或直接通過儀器測量采集，不同的護套生產材料要分開采集數據； 所述的同軸電纜護套機生產操作參數的數據包括同軸電纜護套的生產材料、給料速度(妁、芯線穿過護套機速度(7)、生產溫度(O ;所述的表征同軸電纜護套生產品質指標的數據包括護套的抗老化指標(灼、單位長度平均氣泡數量(《)、抗磨性能指標(0 ； 步驟(3).建模數據選擇，針對給定的護套機和護套生產材料，選擇30 50組數據作為建模數據，數據要針對同一種生產材料包括給料速度、芯線穿過護套機速度、生產溫度及護套的抗老化指標、單位長度平均氣泡數量和抗磨性能指標； 步驟(4).采用支持向量機方法針對建模數據建模，建立護套的品質指標與生產操作參數間的模型；具體建模方法如下 首先將表征同軸電纜護套生產品質指標根據生產質量的要求和側重，融合為一個綜合的護套生產品質性能指標-.φ=α' β+ 'η+ογ ;其中，α為抗老化指標比重系數、 為單位長度平均氣泡數量比重系數為抗磨性指標比重系數，O α I , O SI SI , O Se蘭I ；各指標系數的確定依據實際生產用的護套材料及設備狀況和對產品質量需求的側重確定或調整； 用于建模樣本的輸入參數及表征護套生產品質性能的綜合指標的輸出參數表不為{x.5^ 其中&表示第f組作為輸入數據的護套生產操作參數向量，Λ表示第！組作為輸出參數的表征護套生產品質的綜合指標(游的參數，Λ為樣本數量，以實際運行數據為基礎建立生產操作參數與護套的生產品質指標間的模型； 采用支持向量機算法建模，支持向量機核函數選為徑向基函數全文摘要本專利技術涉及。目前同軸電纜護套機運行主要是靠工作人員經驗運行。本專利技術方法首先采集同軸電纜護套機生產運行參數及相關的表征同軸電纜護套生產品質指標，建立數據庫；然后針對給定的同軸電纜護套機和相應的護套生產材料，選擇數據作為建模數據；采用支持向量機方法針對建模數據建模，將不同的護套品質融合為一個綜合品質指標，并作為模型輸出，建立生同軸電纜護套生產的綜合品質指標與各生產運行參數間的模型，再利用蟻群優化算法結合所建模型，針對模型對應的同軸電纜護套產品的品質，進行護套機生產運行參數配置的優化。本專利技術方法可有效提高護套機生產的效率和產品品質，可實施離線優化也可進行在線實時優化。文檔編號G05B13/04GK102981409SQ20121052966公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日專利技術者王春林 申請人:富通集團有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種同軸電纜護套機優化運行方法，其特征在于該方法的具體步驟是：步驟(1).根據護套的生產材料的熔融和凝結特性以及生產工藝要求確定生產的溫度范圍???????????????????????????????????????????????；步驟(2).采集同軸電纜護套機生產操作參數及表征同軸電纜護套生產品質指標，建立數據庫；同軸電纜護套機生產操作參數通過同軸電纜護套機運行數控系統獲取，或直接通過儀器測量采集,不同的護套生產材料要分開采集數據；所述的同軸電纜護套機生產操作參數的數據包括：同軸電纜護套的生產材料、給料速度、芯線穿過護套機速度、生產溫度；所述的表征同軸電纜護套生產品質指標的數據包括：護套的抗老化指標、單位長度平均氣泡數量、抗磨性能指標；步驟(3).建模數據選擇，針對給定的護套機和護套生產材料，選擇30～50組數據作為建模數據，數據要針對同一種生產材料包括：給料速度、芯線穿過護套機速度、生產溫度及護套的抗老化指標、單位長度平均氣泡數量和抗磨性能指標；步驟(4).采用支持向量機方法針對建模數據建模，建立護套的品質指標與生產操作參數間的模型；具體建模方法如下：首先將表征同軸電纜護套生產品質指標根據生產質量的要求和側重，融合為一個綜合的護套生產品質性能指標：；其中，為抗老化指標比重系數、為單位長度平均氣泡數量比重系數、為抗磨性指標比重系數，，，；各指標系數的確定依據實際生產用的護套材料及設備狀況和對產品質量需求的側重確定或調整；用于建模樣本的輸入參數及表征護套生產品質性能的綜合指標的輸出參數表示為，其中表示第組作為輸入數據的護套生產操作參數向量，表示第組作為輸出參數的表征護套生產品質的綜合指標的參數，為樣本數量，以實際運行數據為基礎建立生產操作參數與護套的生產品質指標間的模型；采用支持向量機算法建模，支持向量機核函數選為徑向基函數：為徑向基函數的寬度，該表示形式為標準形式；為映射函數，設所求的目標函數為：，為模型輸出的燃燒狀態的特征指標預測值，為權重系數向量，為截距；引入松弛因子ξ*i和ξi以及允許擬合誤差ε，ξ*i≥0、ξi≥0，模型通過在約束：，條件下，最小化：其中常數為懲罰系數，；為樣本中利用所建模預測超出允許擬合誤差ε的樣本的數量，；該最小化問題為一個凸二次規劃問題，引入拉格朗日函數：?????其中、、、為拉格朗日乘數，≥0、≥0、≥0、≥0；在鞍點處，函數L是關于w、d、ξi、ξi*的極小點，也是、、、的極大點，最小化問題轉化為求其對偶問題的最大化問題；拉格朗日函數L在鞍點處是關于極小點，得：????????????????????可得拉格朗日函數的對偶函數：???????????此時，按照庫恩?塔克(KKT)條件定理，在鞍點有下式成立：?????????????由上式可見，αi·αi*=0,αi和αi*都不會同時為非零，可得：??從上式求出d，獲得模型；?步驟(5).利用蟻群優化算法結合所建模型，針對模型對應的護套機、護套生產材料，進行護套生產的操作參數配置的優化，具體步驟如下：a.定蟻群算法初始群向量的各維分量，分別為護套機生產操作參數，包括：給料速度，芯線穿過護套機速度，生產溫度；b.設定蟻群算法的搜索目標和迭代次數，搜索目標為綜合的護套生產品質指標最優，綜合的護套生產品質指標由上文所建的相應模型預測獲得；c.根據實際護套機的設備情況和生產運行要求設定各參數的尋優范圍，其中，生產溫度的范圍為步驟(1)確定的范圍，初始化初始群體向量，然后根據上一步設定的搜索目標，用蟻群算法進行迭代計算，搜索蟻群在參數向量空間內的最優位置；d.當蟻群算法完成迭代次數或找到設定要求的最優時，停止計算獲得相應最優的位置向量，即獲得最優的護套機生產操作參數組合，根據所獲得的最優生產操作參數組合對護套機實際生產進行調整。2012105296671100001dest_path_image002.jpg,2012105296671100001dest_path_image004.jpg,dest_path_image006.jpg,dest_path_image008.jpg,dest_path_image010.jpg,dest_path_image012.jpg,dest_path_image014.jpg,dest_path_image016.jpg,dest_path_image018.jpg,dest_path_image020.jpg,dest_path_image022.jpg,dest_path_image024.jpg,des...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王春林，
申請(專利權)人：富通集團有限公司，
類型：發明
國別省市：