基于支持向量機(jī)的木材干燥預(yù)測(cè)控制技術(shù).pdf

1、木材作為當(dāng)今生產(chǎn)、生活中廣泛關(guān)注和使用的資源之一,雖屬于可再生資源范疇,但是區(qū)別于風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能和地?zé)崮艿?具有緩慢自更新性,再生周期長(zhǎng),因人類現(xiàn)有生產(chǎn)方式造成的木材資源過(guò)度耗竭,使生態(tài)問(wèn)題不斷加劇。如何高效利用木材資源、降低消耗和提升木材制品質(zhì)量一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)、外相關(guān)領(lǐng)域的研究重點(diǎn),其中木材性能的提高是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵,而改善干燥質(zhì)量又是提高木材性能的重要突破口。
　　 本文針對(duì)木材的多孔性滲水和吸濕、水分以多種形式存

2、在且不同木材含水率差別大等特性,結(jié)合木材干燥過(guò)程具有滯后、時(shí)變、強(qiáng)耦合、非線性特征,在深入研究木材干燥機(jī)理和內(nèi)部水分合理、有序地向外滲透干燥工藝基礎(chǔ)上,展開(kāi)木材干燥機(jī)理最優(yōu)模型的建立和基于干燥模型的干燥閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)建等兩個(gè)主要研究工作,其中干燥機(jī)理模型應(yīng)有很高的動(dòng)態(tài)含水率變化曲線逼近效果；閉環(huán)控制系統(tǒng)則應(yīng)具有快速、準(zhǔn)確響應(yīng)干燥空間細(xì)微變化并制定下一時(shí)刻干燥控制策略。
　　 在干燥模型建立上,本文針對(duì)現(xiàn)有各類非線性模型存在約束條

3、件多,導(dǎo)致模型復(fù)雜難以實(shí)際應(yīng)用,而基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的途徑常存在過(guò)學(xué)習(xí)、欠學(xué)習(xí)以及“維數(shù)災(zāi)難”等問(wèn)題。本文依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)思想和結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則,引入一種基于最小二乘向量機(jī)的非線性回歸預(yù)測(cè)方式,提高了模型的泛化能力,簡(jiǎn)化訓(xùn)練過(guò)程；引入墨西哥帽小波函數(shù)作為最小二乘向量機(jī)的核函數(shù),充分發(fā)揮小波函數(shù)在信號(hào)捕捉、信號(hào)分析中的良好特性,通過(guò)尺度變化有效地檢測(cè)瞬變信號(hào),有效提高支持向量機(jī)的泛化能力。
　　 在干燥過(guò)程的控制上,本文針對(duì)傳統(tǒng)的基于

4、被測(cè)對(duì)象精確模型的控制方式,往往由于不具備精確的模型而采用固定的控制算法,使整個(gè)系統(tǒng)控制置于模型框架中,缺乏靈活性和應(yīng)變能力。本文引入基于模型的預(yù)測(cè)控制方法,以基于小波支持向量機(jī)的干燥模型作為預(yù)測(cè)函數(shù),通過(guò)滾動(dòng)優(yōu)化、滾動(dòng)實(shí)施以實(shí)現(xiàn)木材干燥過(guò)程中有限含水率區(qū)間上的最優(yōu)控制過(guò)程,引用粒子群優(yōu)化方式實(shí)現(xiàn)多變量的隨機(jī)迭代搜索方法來(lái)解決預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)中目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化。
　　 為了驗(yàn)證預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)的實(shí)際效果,本文分別進(jìn)行了小型木材干燥窯的實(shí)