PTFE电缆绝缘厚度控制系统研究与设计
发布时间：2020-12-11 16:34
随着电力电子技术、5G通讯技术的快速发展,电力电子行业对电缆电线制造的要求越来越高,其中电缆电线绝缘厚度控制一直以来是该行业的重点研究方向,致力于提高绝缘厚度的控制精度和生产线的自动化程度。现阶段,国内的电缆电线绝缘厚度控制系统相较于国外还有一定的差距。基于上述研究背景下,本文对聚四氟乙烯（PTFE）电缆推挤机的绝缘厚度控制系统进行研究。首先,对PTFE电缆电线控制系统的总体方案进行设计,即粗略介绍控制系统分为哪几个模块来叙述以及简单介绍本文对于传统的方法做出的改变。然后,根据电缆绝缘厚度挤出控制系统中的绝缘厚度检测模块存在扰动与时滞,造成数学模型建立困难、控制精度低以及适应性差等问题,本文采用了一种基于非线性时间序列（NARX）神经网络与粒子群（PSO）算法对控制系统进行全局优化的策略。该策略先利用NARX神经网络对带滞后项的传递函数与现场可测量的变量进行函数逼近,构造一个更加符合现场数据的传递函数。然后根据构造的适应值函数,利用PSO算法对PID参数进行优化。最后将构造的传递函数与被优化的PID控制器代入控制系统中。仿真实验结果表明,该算法在控制扰动、时滞系统时具有超调量小、响应速...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
019年电缆行业细分市场结构图
第一章绪论5生产。到了20世纪90年代中后期，国内开始使用自国外引进的新型卧式推挤机，该推挤机依旧属于丝杆式推挤机，但其生产的电缆电线可以达到原推挤机的两倍甚至两倍以上。我国目前的电缆市场百花齐放，从整体行业结构来看，电力电缆的用途较为广泛且地位较高。但随着绿色节能理念的不断发展，科学技术的不断进步。社会和市场逐步提升的产品需求[45]要求电缆行业必须走向改革之路：电缆行业的整体质量需要不断提升以应对顾客的进一步需求。2019年电缆市场结构如图1.1所示。图1.12019年电缆行业细分市场结构图由于国内和国际的市场环境变化，由政府政策进行引导，我国电力电缆行业开始进行改革。产品结构进行调整优化，低劣产品淘汰出市常对行业整体规模产生了一定影响。2018年我国电线电缆行业深化改革，市场规模连续两年出现一定幅度下降。2012-2019年电缆电线行业销售收入图如图1.2所示。图1.22012-2019年电缆电线行业销售收入图我国电缆电线制造行业发展经过了多年了发展，已经形成了成熟的产业链和完整的工业体系，虽然我国电缆电线行业整体规模位居世界首位，但在行业集中度方面与发达国家还有较大差距[46]。中国与主要发达国家电缆电线行业集中度对比如图1.3所示。
第一章绪论6图1.3中国与主要发达国家电缆电线行业集中度对比图中可以明显得出中国与其它发达国家电缆电线行业集中度的差异。造成这种差距的原因如下。一方面是当前国内该行业生产厂家基本都属于是中小规模，其生产技术、产品质量等核心竞争力均不如国内古河、住友等外资企业；另一方面则是电线电缆企业的行业集中度不高，特别容易受到上下游企业的挤压[47]。在新时代背景下，电缆电线制造不断引入全新的制造设备，有效提升了电缆电线制造效率和水平，节约了生产成本，同时能生产出性能更稳定、使用寿命更长的电缆电线产品[48]。然而至今为止，我国只有少数几家电缆电线生产厂使用液压模式的绝缘厚度控制系统制造生产电缆电线产品，这是我国电线电缆制造水平和国际水平存在差距的一个重要原因[49]。所以使用液压模式的电缆电线绝缘厚度控制系统相对于用螺纹传动模式的推挤设备而言技术难度更高，需要攻克更多技术难点[50]。1.3本文主要研究内容本文基于选取机器学习中的非线性时间序列神经网络（NARX）对于传递函数进行优化，采用粒子群算法（PSO）对于PID参数进行优化，完成PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统的研究与设计，本文主要由以下章节构成：第一章：介绍国内外在电缆电线行业的发展历史以及发展现状。第二章：介绍电线电缆原材料——PTFE材料，接下来叙述挤出机的工艺流程，并且简单阐述影响控制绝缘厚度的主要参数。第三章：介绍PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统的设计方法，详细描述运用NARX神经网络对于整体传递函数进行优化，然后使用粒子群算法对于PID控制器的参数进行校正，形成NARX-PSO-PID的优化控制策略。第四章：PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统软件部分仿真实验。第五章：PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统硬件部分设计。第六章：首
【参考文献】：
期刊论文
[1]新时期电线电缆制造工艺研究[J]. 龙景阳. 机电信息. 2020(02)
[2]工程机械的智能化趋势与发展对策[J]. 梁璨. 南方农机. 2019(21)
[3]2019年中国电线电缆产业竞争格局全局观[J]. 电器工业. 2019(11)
[4]电线电缆生产工艺控制关联成本控制及核算[J]. 夏国春. 建材与装饰. 2019(27)
[5]我国电线电缆行业现状与发展初探[J]. 王晓铮,侯冬冬. 山东工业技术. 2018(09)
[6]现代塑料挤出设备自动控制研究进展[J]. 吕秀亭. 合成树脂及塑料. 2017(03)
[7]基于粒子群算法的传感器网络室内定位系统优化[J]. 张磊,黄如,袁伟娜. 传感器与微系统. 2017(04)
[8]基于优化粒子群算法的无人机航路规划[J]. 张建南,刘以安,王刚. 传感器与微系统. 2017(03)
[9]高压XLPE电缆绝缘厚度优化设计[J]. 欧阳本红,刘松华,邓显波,赵健康. 高电压技术. 2016(08)
[10]发酵罐温度的模糊预测控制方法[J]. 胡翔,熊建,陈久印,何涛. 湖北工业大学学报. 2015(05)
博士论文
[1]过程控制系统经济性能评估算法的研究[D]. 赵超.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于现场总线的光缆护套生产线控制系统设计[D]. 李帅.武汉理工大学 2011
[2]基于现场总线的电线生产线网络控制系统研究[D]. 高振宇.内蒙古科技大学 2008
本文编号：2910860
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
019年电缆行业细分市场结构图
第一章绪论5生产。到了20世纪90年代中后期，国内开始使用自国外引进的新型卧式推挤机，该推挤机依旧属于丝杆式推挤机，但其生产的电缆电线可以达到原推挤机的两倍甚至两倍以上。我国目前的电缆市场百花齐放，从整体行业结构来看，电力电缆的用途较为广泛且地位较高。但随着绿色节能理念的不断发展，科学技术的不断进步。社会和市场逐步提升的产品需求[45]要求电缆行业必须走向改革之路：电缆行业的整体质量需要不断提升以应对顾客的进一步需求。2019年电缆市场结构如图1.1所示。图1.12019年电缆行业细分市场结构图由于国内和国际的市场环境变化，由政府政策进行引导，我国电力电缆行业开始进行改革。产品结构进行调整优化，低劣产品淘汰出市常对行业整体规模产生了一定影响。2018年我国电线电缆行业深化改革，市场规模连续两年出现一定幅度下降。2012-2019年电缆电线行业销售收入图如图1.2所示。图1.22012-2019年电缆电线行业销售收入图我国电缆电线制造行业发展经过了多年了发展，已经形成了成熟的产业链和完整的工业体系，虽然我国电缆电线行业整体规模位居世界首位，但在行业集中度方面与发达国家还有较大差距[46]。中国与主要发达国家电缆电线行业集中度对比如图1.3所示。
第一章绪论6图1.3中国与主要发达国家电缆电线行业集中度对比图中可以明显得出中国与其它发达国家电缆电线行业集中度的差异。造成这种差距的原因如下。一方面是当前国内该行业生产厂家基本都属于是中小规模，其生产技术、产品质量等核心竞争力均不如国内古河、住友等外资企业；另一方面则是电线电缆企业的行业集中度不高，特别容易受到上下游企业的挤压[47]。在新时代背景下，电缆电线制造不断引入全新的制造设备，有效提升了电缆电线制造效率和水平，节约了生产成本，同时能生产出性能更稳定、使用寿命更长的电缆电线产品[48]。然而至今为止，我国只有少数几家电缆电线生产厂使用液压模式的绝缘厚度控制系统制造生产电缆电线产品，这是我国电线电缆制造水平和国际水平存在差距的一个重要原因[49]。所以使用液压模式的电缆电线绝缘厚度控制系统相对于用螺纹传动模式的推挤设备而言技术难度更高，需要攻克更多技术难点[50]。1.3本文主要研究内容本文基于选取机器学习中的非线性时间序列神经网络（NARX）对于传递函数进行优化，采用粒子群算法（PSO）对于PID参数进行优化，完成PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统的研究与设计，本文主要由以下章节构成：第一章：介绍国内外在电缆电线行业的发展历史以及发展现状。第二章：介绍电线电缆原材料——PTFE材料，接下来叙述挤出机的工艺流程，并且简单阐述影响控制绝缘厚度的主要参数。第三章：介绍PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统的设计方法，详细描述运用NARX神经网络对于整体传递函数进行优化，然后使用粒子群算法对于PID控制器的参数进行校正，形成NARX-PSO-PID的优化控制策略。第四章：PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统软件部分仿真实验。第五章：PTFE电线电缆绝缘厚度控制系统硬件部分设计。第六章：首
【参考文献】：
期刊论文
[1]新时期电线电缆制造工艺研究[J]. 龙景阳. 机电信息. 2020(02)
[2]工程机械的智能化趋势与发展对策[J]. 梁璨. 南方农机. 2019(21)
[3]2019年中国电线电缆产业竞争格局全局观[J]. 电器工业. 2019(11)
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[6]现代塑料挤出设备自动控制研究进展[J]. 吕秀亭. 合成树脂及塑料. 2017(03)
[7]基于粒子群算法的传感器网络室内定位系统优化[J]. 张磊,黄如,袁伟娜. 传感器与微系统. 2017(04)
[8]基于优化粒子群算法的无人机航路规划[J]. 张建南,刘以安,王刚. 传感器与微系统. 2017(03)
[9]高压XLPE电缆绝缘厚度优化设计[J]. 欧阳本红,刘松华,邓显波,赵健康. 高电压技术. 2016(08)
[10]发酵罐温度的模糊预测控制方法[J]. 胡翔,熊建,陈久印,何涛. 湖北工业大学学报. 2015(05)
博士论文
[1]过程控制系统经济性能评估算法的研究[D]. 赵超.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于现场总线的光缆护套生产线控制系统设计[D]. 李帅.武汉理工大学 2011
[2]基于现场总线的电线生产线网络控制系统研究[D]. 高振宇.内蒙古科技大学 2008
本文编号：2910860
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