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棉氨针织物热定型工艺的建模与优化设计

作　者: 郜琳琳
导　师: 金福江
学　校: 华侨大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 染整后整理热定型工艺质量指标预测工艺参数设计
分类号: TS184
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前，染整企业面临两大技术难题：(1)由于无法实现对定型后织物质量指标的预测估计，导致能耗高、一次合格率低等严重生产问题；(2)由于无法根据客户质量需求定量设计最佳热定型工艺参数，导致企业生产效率低、返厂率高等问题。针对上述难题，本文以棉/氨织物为研究对象，进行了如下研究：1.深入分析了热定型生产过程和机理，指出热定型的主要质量指标是成品克重和门幅；而影响质量指标的主要工艺参数包括上机门幅、温度、车速、上超喂率和下超喂率等，并根据实际生产要求，规定了各工艺参数的允许范围。2.本文应用多种建模方法，得出质量指标与工艺参数间的预测模型，测试结果证明了预测模型的有效性和较强的泛化能力，实现了对织物定型效果的预先估计，提高了生产效率，对后续研究有一定的指导意义。3.以质量指标的预测模型为基础，通过优化算法对工艺参数进行定量设计，文中提出了两种工艺参数优化设计方案，分别基于量子遗传算法和多目标优化算法。试验结果表明：这两种优化设计方法均实现了工艺参数的定量设计。4.针对工艺参数定量设计问题，本文还首次提出了新的方法，即热定型工艺参数求解的逆系统设计方法，该方法通过求解方程组，直接得出满足客户要求的工艺参数设计，不仅解决了工艺参数定量设计问题，还建立各工艺参数间的数学关系，解决了工艺参数间关系模糊的问题。5.在质量指标预测模型和工艺参数优化设计的基础上，根据热定型生产的需要，以Visual Studio.NET2005为平台，开发了热定型生产工艺设计系统，实现了热定型工艺设计的智能化和可视化。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 课题相关研究现状  10-12
  1.3 课题研究意义  12-13
  1.4 论文的主要结构  13-15
第2章热定型生产工艺  15-21
  2.1 热定型原理及过程  15-18
    2.1.1 热定型机理  15-16
    2.1.2 热定型过程  16-17
    2.1.3 热定型过程影响因素  17-18
  2.2 影响热定型质量指标的主要工艺参数  18-19
    2.2.1 上机门幅  18
    2.2.2 定型温度  18
    2.2.3 定型车速  18-19
    2.2.4 超喂率  19
  2.3 热定型质量问题分析  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章热定型生产过程预测模型的建立  21-33
  3.1 JC40S+20D 棉/氨弹力布质量指标预测模型的建立  21-23
    3.1.1 最小二乘法回归拟合原理  21-22
    3.1.2 成品克重模型的建立  22
    3.1.3 成品门幅模型的建立  22-23
    3.1.4 模型验证与结果分析  23
  3.2 JC30S+40D 棉/氨弹力布质量指标的预测  23-32
    3.2.1 BP 和 RBF 神经网络简介  24-28
    3.2.2 基于 BP 和 RBF 神经网络的质量指标的预测  28-32
  3.3 本章小结  32-33
第4章热定型工艺参数优化方案设计  33-44
  4.1 基于量子遗传算法的热定型工艺参数优化设计  33-39
    4.1.1 针对成品克重的工艺参数优化设计模型  34
    4.1.2 量子遗传算法  34-36
    4.1.3 结果分析  36-39
  4.2 基于多目标遗传算法的热定型工艺参数优化设计  39-43
    4.2.1 成品织物热定型工艺参数优化设计模型  40
    4.2.2 多目标遗传算法  40-41
    4.2.3 结果分析  41-43
  4.3 误差分析  43
  4.4 本章小结  43-44
第5章热定型工艺参数求解的逆系统设计  44-57
  5.1 工艺参数求解逆系统设计方法简介  44-45
  5.2 LEVENBERG-MARQUARDT（LM）算法  45-47
    5.2.1 LM 算法的描述和分析  45-46
    5.2.2 LM 算法实现步骤  46-47
  5.3 工艺参数求解的逆系统设计  47-55
    5.3.1 热定型工艺参数及约束条件  47-48
    5.3.2 热定型工艺参数求解逆系统的具体设计方法  48-53
    5.3.3 热定型工艺参数求解逆系统的整体设计  53
    5.3.4 1stOpt 软件简介  53-54
    5.3.5 结果分析  54-55
  5.4 本章小结  55-57
第6章热定型工艺设计系统的开发  57-71
  6.1 系统功能简介  57-58
  6.2 系统设计算法  58-61
  6.3 系统开发平台  61
  6.4 系统界面实现效果及分析  61-69
    6.4.1 登录界面  62
    6.4.2 启动界面  62-63
    6.4.3 工艺管理界面  63-65
    6.4.4 工艺资料界面  65-67
    6.4.5 系统管理界面  67-69
    6.4.6 系统效果分析  69
  6.5 本章小结  69-71
第7章总结与展望  71-75
  7.1 研究工作总结  71-73
  7.2 未来工作展望  73-75
参考文献  75-81
致谢  81-83
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  83

棉氨针织物热定型工艺的建模与优化设计

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