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中密度纤维板并行在线调施胶优化控制研究

孟凡虎  
【摘要】:人造板是高效利用木材资源的主要方式之一,中密度纤维板(Medium Density Fiberboard,简称MDF)是人造板生产中重要的板种,它具有内部结构均匀,密度适中,尺寸稳定性好,静曲强度高,变形小等优点,是我国人造板中发展最快的一种。 在中密度纤维板的生产过程中,调施胶工段是生产工序中的重要环节。调施胶的好坏直接影响到中密度纤维板的物理性能,产品质量和外在美观。同时,也影响产品的成本。我国中密度纤维板的生产水平与发达国家相比有很大的差距,缺乏自主创新和核心技术。因此国内生产的中密度纤维板普遍存在施胶量不稳定,不均匀,游离甲醛含量偏高,胶液易提前固化等缺点。本文针对以上问题从调施胶工艺和控制方法上进行了分析研究,通过并行在线调胶方式,从不同的参考角度对控制系统进行优化。根据施胶过程的复杂性、非线性、滞后性和动态性等特点,在传统PID控制方法的基础上,采用BP神经网络对系统进行在线辨识,对PID参数进行实时动态的调整,达到了动态恒比施胶控制的目的。通过MATLAB实验仿真分析, BP神经网络的PID控制具有较好的动态跟踪特性。由于该方法忽略了外界不确定性的干扰和摄动,系统鲁棒性不强。因此,提出了基于反步法的滑模控制方法,充分考虑到系统在运行过程中可能遇到的不确定性问题,设计出了合理的滑模控制器,并且证明了其稳定性。通过MATLAB实验仿真分析,证实了该方法的优越性。 最后,在并行在线调施胶系统平台上做了实验验证分析,通过实验得到了上述方法的实验曲线,充分证实了以上优化控制方法的可行性。


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