基于软测量技术的宣纸打浆质检仪研究与设计

发布时间：2020-06-07 16:35

【摘要】：宣纸作为人类非物质文化遗产,具有颜色洁白、质地坚韧、纹理细密、润墨性强等特点,深受书法爱好者喜爱。宣纸的质量不仅影响着人们的艺术表达,而且关系到企业的生存和发展。打浆是造纸的重要阶段,直接影响成纸的质量。质量监测是确保产品质量的重要途径。当前企业在监测打浆质量时,一种是随机抽取纸浆,对其指标打浆度和纤维湿重进行测量。这种方法测量周期长,不能有效地体现打浆质量。监测打浆过程参数是监测打浆质量的另一种方法。实践表明,即使保持过程参数处于正常范围,也会因打浆不达标生产出不合格宣纸。所以当前企业对打浆质量检测存在盲目性和不确定性。基于打浆质量监测的现状,本文引入软测量技术,设计出宣纸打浆质检仪。质检仪具有仪表校正、仪表测量和仪表显示及质量预警功能,能够科学有效地在线监测出合格或不合格的宣纸打浆质量,避免生产出质量不合格的宣纸。本文主要研究内容如下:(1)介绍宣纸制造及打浆工艺的流程,结合企业对打浆质量监测的现状,分析监测中存在的不足。基于此提出设计宣纸打浆质检仪,能够准确监测打浆质量是否合格,达到在线监测打浆质量的目的。(2)对宣纸打浆质量影响因素分析,选取裂断长和撕裂指数作为衡量打浆质量指标,旨在使打浆质量指标的选取具有科学性。其次介绍软测量的建模方法,选择BP神经网络建立软测量模型来预测打浆质量指标。采用遗传算法优化理论,对BP网络的参数进行优化,从而增加软测量模型的精度。(3)具体阐述宣纸打浆质检仪软测量模型的建立流程,仿真结果表明基于GA-BP神经网络的软测量模型在预测打浆质量方面效果更好。然后用实例验证宣纸打浆质检仪软测量模型的有效性。(4)对宣纸打浆质检仪完成硬件构建和软件设计,并对质检仪的相关功能进行开发和测试。
【图文】：

原理图,干扰变量,环境压力,主导变量

软测量技术通过分析建模对象，选取一些易检测的二次变量和辅助变量，避逡逑开不能直接或难于测量的主导变量，通过构造某种数学关系，，实现对主导变量的逡逑估计［７＞。如图１．１所示为软测量技术的原理图［８］。逡逑逦邋ｙ逡逑ｄ逦ｎ逦＂逦ｒ逡逑ｉ业逦／逡逑Ｕ逦ｔ逦建模对象逦＊逦逡逑￣邋６邋，逡逑逦？逦ｙ，逡逑逦邋软测量模型逦逡逑逦？逡逑逦？逡逑图ｕ软测量技术的原理图逡逑图１．１中ｄ为可测量的干扰变量，如环境压力、温度等；ｗ表不工业生产的逡逑控制变量；０指的是辅助变量或二次变量，一般由好几个参量组成；ｙ代表主导逡逑变量，通常是在生产过程中抽样检测得到；／是软测量模型预测出的主导变量的逡逑值，主导变量ｙ可通过／的值来测量得到。公式（１．１）表示各变量之间的关系：逡逑ｙ＇邋＝邋ｆ｛ｙ，0，ｄ，ｕ）逦（ｌ．ｉ）逡逑通过上述分析可知

流程图,软测量,建模,流程图

软测量技术通过分析建模对象，选取一些易检测的二次变量和辅助变量，避逡逑开不能直接或难于测量的主导变量，通过构造某种数学关系，实现对主导变量的逡逑估计［７＞。如图１．１所示为软测量技术的原理图［８］。逡逑逦邋ｙ逡逑ｄ逦ｎ逦＂逦ｒ逡逑ｉ业逦／逡逑Ｕ逦ｔ逦建模对象逦＊逦逡逑￣邋６邋，逡逑逦？逦ｙ，逡逑逦邋软测量模型逦逡逑逦？逡逑逦？逡逑图ｕ软测量技术的原理图逡逑图１．１中ｄ为可测量的干扰变量，如环境压力、温度等；ｗ表不工业生产的逡逑控制变量；０指的是辅助变量或二次变量，一般由好几个参量组成；ｙ代表主导逡逑变量，通常是在生产过程中抽样检测得到；／是软测量模型预测出的主导变量的逡逑值，主导变量ｙ可通过／的值来测量得到。公式（１．１）表示各变量之间的关系：逡逑ｙ＇邋＝邋ｆ｛ｙ，0，ｄ，ｕ）逦（ｌ．ｉ）逡逑通过上述分析可知
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP18;TS766

【参考文献】