MDF连续平压质量控制形式化建模及优化研究

作     者：王春晓 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘亚秋;景维鹏

授予年度：2015年

学科分类：082902[工学-木材科学与技术] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

主      题：MDF 连续平压 形式化方法 智能控制方法 

摘      要：人造板的重要组成部分之一的中密度纤维板(MDF)来说,传统的间歇式热压机,无论是单层或多层的都愈来愈不能满足其生产发展的要求,流水线生产中断,原材料消耗率高,产品质量不高,降等损失大,能耗较大等等。近年来,依据理算数学和形式逻辑理论的形式化方法发展迅速,针对中密度纤维板板坯在热压过程中表现出来的粘弹性所导致的成品板鼓泡分层现象,提供了一种可能的解决方法。主要完成以下工作：通过研究MDF连续平压生产工艺及其过程,对主要的工艺参数,包括热压板间距,热压压力,热压温度,压机闭合速度等进行分析,并考虑到影响热压工艺优劣的其他次要却不能忽略的因素,得到最佳的生产工艺方案。对本文的研究重点质量控制中影响因素最大的木基材料粘弹性进行了重点阐述和分析,尤其是对板坯质量的影响和其产生的原因,为抑制木基材料粘弹性所产生的不利影响提供了理论依据。将软件工程方法引入实际工业生产环节。伴随着越来越复杂的生产工艺,系统实施起来非常困难,在中密度纤维板质量控制系统中软件的作用越来越明显,越来越重要。随着系统规模的增大,传统的生产工艺系统规模已经无法满足需要,所以迫切需要引入软件工程方法来解决现在所面临的问题。本文则基于软件工程中的形式化方法对MDF连续平压质量控制系统进行建模,包括对粘弹体本构模型的建模,引入粘弹性参数蠕变柔量后的终端控制器的建模,以及对应的位移控制和压力控制建模。由于引入粘弹性参数引起的系统控制器的鲁棒性和稳定性较差,需要对系统进行优化,本文利用粒子群智能算法,对控制器终端参数进行优化,同时使用Kalman滤波器对控制过程中产生的测量噪声和控制干扰信号进行处理。通过仿真实验,波特图上幅值裕度和相位裕度是正值,证明该系统是一个稳定的系统。采用PSO-PID为单缸控制器,并对系统中的测量噪声以及控制干扰噪声使用Kalman滤波器进行降噪处理后,系统能更快地恢复到稳定,并且能够压缩液压缸输出同样位移所需要的升压时间,这将有助于减少板坯出现分层鼓泡等问题。