基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的整合SPC-APC系統(tǒng)過(guò)程調(diào)整與監(jiān)測(cè).pdf

1、整合的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(簡(jiǎn)稱SPC)與自動(dòng)過(guò)程控制(簡(jiǎn)稱APC)系統(tǒng)作為一種減少過(guò)程波動(dòng)、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的控制方法，是目前工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。SPC是探測(cè)和消除異常干擾的主要工具，通常采用控制圖技術(shù)，監(jiān)測(cè)過(guò)程輸出。隨著現(xiàn)代制造業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備日益復(fù)雜及過(guò)程的多變性，使生產(chǎn)過(guò)程輸出數(shù)據(jù)出現(xiàn)高度自相關(guān)性，破壞了傳統(tǒng)SPC技術(shù)關(guān)于過(guò)程數(shù)據(jù)獨(dú)立性的假設(shè)，使得監(jiān)測(cè)過(guò)程中假警報(bào)的幾率增加。APC基于反饋調(diào)整原理，可消除過(guò)程數(shù)據(jù)的自相關(guān)

2、性，減少過(guò)程波動(dòng)。整合使用SPC與APC可兼具過(guò)程監(jiān)測(cè)與調(diào)整兩方面的優(yōu)點(diǎn)，避免二者單獨(dú)使用的不足。但通常在整合構(gòu)架下的SPC／APC系統(tǒng)中，APC在調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部干擾所造成的過(guò)程輸出偏差的同時(shí)，也會(huì)降低異常因素對(duì)系統(tǒng)所造成的影響，從而影響SPC控制圖的監(jiān)測(cè)能力，延遲系統(tǒng)異常因素發(fā)現(xiàn)的時(shí)間。因此，基于傳統(tǒng)過(guò)程調(diào)整與監(jiān)測(cè)技術(shù)的整合SPC／APC系統(tǒng)亟待從兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。一是設(shè)計(jì)推導(dǎo)更適合過(guò)程補(bǔ)償?shù)腁PC調(diào)整控制器；二是發(fā)展和完善更具監(jiān)測(cè)效果

3、的控制圖。
　　 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡(jiǎn)單的處理單元相互連接而成的高度復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，具有學(xué)習(xí)能力、映射能力及聯(lián)想記憶和泛化能力，被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)辨識(shí)、時(shí)間序列預(yù)測(cè)和模式識(shí)別等研究領(lǐng)域。本文將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入整合的SPC/APC系統(tǒng)，進(jìn)行了過(guò)程調(diào)整與監(jiān)測(cè)的理論和方法研究。(1)針對(duì)自相關(guān)過(guò)程，研究并給出了一種基于徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程干擾時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法，改進(jìn)了傳統(tǒng)的MMSE控制器的控制性能。設(shè)計(jì)了BP神經(jīng)網(wǎng)

4、絡(luò)控制器，可實(shí)現(xiàn)自相關(guān)過(guò)程的在線調(diào)整，克服了傳統(tǒng)的MMSE控制器和PID控制器參數(shù)設(shè)置困難的缺陷，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的APC控制策略數(shù)據(jù)處理快速，控制精度高。(2)為提升整合SPC／APC系統(tǒng)的過(guò)程監(jiān)測(cè)能力，針對(duì)不同的過(guò)程模型和不同程度的異常干擾，設(shè)計(jì)了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程監(jiān)測(cè)模型，將APC中的過(guò)程調(diào)整量和過(guò)程輸出量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入量，構(gòu)建具有良好模式分類能力的SPC監(jiān)測(cè)方案，綜合考慮過(guò)程調(diào)整量和輸出量中所包含的異常因素的