[發(fā)明專利]一種基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011625853.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112853559B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷士勇;鮑勁松
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城師范學(xué)院;東華大學(xué)
• 主分類號: D01H13/26
• 分類號: D01H13/26;D01H13/32
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

1.一種基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：依次連接的若干個CPPS單元；每個所述CPPS單元均連接有質(zhì)量控制系統(tǒng)，每個所述質(zhì)量控制系統(tǒng)包括質(zhì)量控制模塊、狀態(tài)獲取模塊、動作調(diào)整模塊、獎勵模塊；所述狀態(tài)獲取模塊、所述獎勵模塊、所述動作調(diào)整模塊分別與所述質(zhì)量控制模塊連接，所述狀態(tài)獲取模塊、所述動作調(diào)整模塊分別與所述CPPS單元連接，所述獎勵模塊與所述狀態(tài)獲取模塊連接；第i個所述CPPS單元的質(zhì)量控制模塊與第i-1個CPPS單元的質(zhì)量控制模塊連接，其中，i1；

所述狀態(tài)獲取模塊用于獲取各個所述CPPS單元中紗線的質(zhì)量特征和所述CPPS單元對應(yīng)工序的離線知識；

所述獎勵模塊用于在所述動作調(diào)整模塊進行調(diào)節(jié)后，從所述狀態(tài)獲取模塊中獲取質(zhì)量特征的反饋，得到獎勵信息，將獎勵信息輸入至所述質(zhì)量控制模塊；

所述質(zhì)量控制模塊基于所述CPPS單元的質(zhì)量特征的觀測值、所述CPPS單元對應(yīng)工序的離線知識、獎勵信息、與所述CPPS單元相鄰的前序CPPS單元的質(zhì)量特征的狀態(tài)值函數(shù)生成調(diào)控指令；

所述動作調(diào)整模塊用于根據(jù)所述質(zhì)量控制模塊發(fā)送的調(diào)控指令，對所述CPPS單元中各質(zhì)量控制點的值進行調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)，其特征在于，若干個所述CPPS單元分別為開清棉單元、梳棉單元、精梳單元、并條單元、粗紗單元、細(xì)紗單元和絡(luò)筒單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)，其特征在于，所述獎勵模塊中，獎勵信息的獲取通過獎勵函數(shù)得到；所述獎勵函數(shù)由抑制對后續(xù)CPPS單元影響的獎勵函數(shù)、補償前序CPPS單元質(zhì)量偏差的獎勵函數(shù)求和得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)量控制模塊基于Actor-Critic網(wǎng)絡(luò)生成調(diào)控指令。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)，其特征在于，所述質(zhì)量控制模塊包括Actor模塊、Critic模塊、誤差模塊；所述Critic模塊通過所述誤差模塊與所述Actor模塊連接；

所述Critic模塊與所述狀態(tài)獲取模塊、所述獎勵模塊連接，第i個CPPS單元的Critic模塊還與第i-1個CPPS單元的Critic模塊連接，i1；

所述Actor模塊與所述狀態(tài)獲取模塊、所述動作調(diào)整模塊連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)，其特征在于，所述Actor模塊和Critic模塊均采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行構(gòu)建。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制系統(tǒng)，其特征在于，所述Actor模塊中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用多輸入多輸出結(jié)構(gòu)，輸出節(jié)點的個數(shù)與所述CPPS單元中質(zhì)量控制點的個數(shù)相同；所述Critic模塊中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用多輸入單輸出結(jié)構(gòu)，輸出為所述CPPS單元的狀態(tài)值函數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過所述狀態(tài)獲取模塊獲取所述CPPS單元中紗線的質(zhì)量特征、離線知識；

S2、通過所述獎勵模塊，基于所述CPPS單元中紗線的質(zhì)量特征，獲得獎勵信息；

S3、通過所述質(zhì)量控制模塊生成所述CPPS單元中各質(zhì)量控制點的調(diào)控值；

S4、基于所述調(diào)控指令，通過所述動作調(diào)整模塊對所述CPPS單元中各質(zhì)量控制點的值進行調(diào)節(jié)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于環(huán)錠紡紗線質(zhì)量的工序約束嵌套控制方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述質(zhì)量控制模塊基于所述CPPS單元的質(zhì)量特征的觀測值、所述CPPS單元對應(yīng)工序的離線知識、獎勵信息、與所述CPPS單元相鄰的前序CPPS單元的狀態(tài)值函數(shù)生成調(diào)控指令。