[發明專利]一種同軸電纜護套機優化運行方法

有效

• 申請號: 201210529667.1
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102981409A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 王春林
• 申請（專利權）人: 富通集團有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?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ξ_i以及允許擬合誤差ε，ξ^*_i≥0、ξ_i≥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、ξ_i、ξ_i^*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，α_i·α_i^*=0,α_i和α_i^*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。