注塑過程質(zhì)量控制中若干關(guān)鍵問題的研究.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)過程，注塑過程具有多變量、多工序、非線性、非平穩(wěn)、周期性等顯著特點，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。注塑過程產(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)鍵問題，譬如：(1)如何深入挖掘并充分利用注塑成型過程數(shù)據(jù)的內(nèi)蘊信息；(2)如何提高產(chǎn)品質(zhì)量軟測量模型的精度；(3)如何針對小批量生產(chǎn)任

2、務(wù)快速制定合理的質(zhì)量控制與優(yōu)化策略。針對上述問題，本文開展的研究工作和取得的關(guān)鍵成果總結(jié)如下：
　　1.總結(jié)了注塑過程質(zhì)量控制的研究現(xiàn)狀。首先，對質(zhì)量控制的三層次結(jié)構(gòu)、開環(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，重點針對在線閉環(huán)質(zhì)量控制問題，從工藝參數(shù)優(yōu)化、基于模型的優(yōu)化控制和無模型優(yōu)化控制三個角度討論了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀；最后，對注塑過程質(zhì)量控制的發(fā)展趨勢和發(fā)展瓶頸進(jìn)行分析和展望。
　　2.研究了基于流形的注塑過程數(shù)據(jù)降

3、維與特征分析方法?？紤]高維過程變量數(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)蘊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)挖掘等問題，提出應(yīng)用拉普拉斯特征映射(LE)解決高維數(shù)據(jù)聚類問題，并分析了注塑過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模型質(zhì)量控制優(yōu)化問題。
　　3.提出并實驗驗證了一種基于工況識別的注塑過程產(chǎn)品質(zhì)量軟測量建模方法。離線建模時，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)軟測量建模策略；在線應(yīng)用時，提出一種基于Mean Shift原理的在線工況識別方法，能夠快速準(zhǔn)確地完成在線樣本的工況識別。
　　4.提出并仿真驗證了一種基于自然梯度的注塑過程質(zhì)量控制無模型優(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)量測量值，迭代搜索滿足質(zhì)量控制優(yōu)化目標(biāo)的最優(yōu)過程參數(shù)設(shè)定值；同時提出了一種適用于