專利名稱：橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀及其預(yù)測(cè)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀及其預(yù)測(cè)控制方法，屬橡膠硫化控制技術(shù)及設(shè)備。
長(zhǎng)期以來(lái)橡膠硫化的過程完成與否、硫化是否出現(xiàn)過硫或欠硫等質(zhì)量問題，一直是憑經(jīng)驗(yàn)或粗略的估算來(lái)進(jìn)行判斷。現(xiàn)有的等效硫化時(shí)間控制方法是一種為保證產(chǎn)品硫化程度一致、使硫化后產(chǎn)品達(dá)到較好性能水平、提高硫化生產(chǎn)效率的方法，但硫化過程中，賴以進(jìn)行等效硫化控制的制品內(nèi)部硫化溫度的測(cè)定卻一直是實(shí)施等效硫化控制的關(guān)鍵和難點(diǎn)。一種解決方式是采用探針式熱電耦進(jìn)行在線溫度實(shí)測(cè)，該方法測(cè)溫準(zhǔn)確度雖高，但在實(shí)際生產(chǎn)中，這種實(shí)測(cè)的方法卻有許多缺點(diǎn)和問題，如對(duì)原有設(shè)備結(jié)構(gòu)需進(jìn)行較大改造，工藝復(fù)雜；測(cè)溫探針在生產(chǎn)過程中須反復(fù)拔插，使其拔插機(jī)構(gòu)極易損壞；另外深入制品內(nèi)部測(cè)溫的探針在制品上留下的針孔既影響制品的質(zhì)量又影響外觀。另一種解決方式是近年來(lái)提出的無(wú)探針等效硫化方法，這種方式多采用熱傳導(dǎo)原理，通過測(cè)量硫化時(shí)的外圍溫度，建立硫化過程中制品內(nèi)部的溫度場(chǎng)和熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過大規(guī)模的模擬和計(jì)算，得到硫化制品內(nèi)部溫度的估算值。由于橡膠是熱的不良導(dǎo)體，硫化過程中的穩(wěn)定性和均衡性都非常差，使得由此建立的模型不但計(jì)算量非常大，而且準(zhǔn)確率不高，直接影響在線溫度預(yù)測(cè)的速度和預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有技術(shù)用探針式熱電耦進(jìn)行在線溫度實(shí)測(cè)方法時(shí)存在需要大范圍改造設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝復(fù)雜、探針拔插機(jī)構(gòu)易損壞、針孔影響制品質(zhì)量和外觀，或用建立溫度場(chǎng)和熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型的方法時(shí)存在的計(jì)算量大、速度慢、準(zhǔn)確性差等的缺點(diǎn)和問題，研究發(fā)明一種既能降低工藝復(fù)雜性、保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性，又能確保不影響制品外觀、提高硫化制品的質(zhì)量，同時(shí)簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型、簡(jiǎn)化計(jì)算，提高計(jì)算速度和準(zhǔn)確度，提高硫化的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)無(wú)探針等效硫化方法的橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀及其預(yù)測(cè)控制方法。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀的外形結(jié)構(gòu)示意圖如

圖1所示，其電路方框圖如圖2所示，其電路原理圖如圖3所示，其溫度在線預(yù)測(cè)控制程序流程框圖如圖4所示。本橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀由機(jī)殼1、電路板以及裝置于機(jī)殼上的發(fā)光指示燈2、數(shù)碼顯示管3、控制鍵盤4、傳感器組6共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為電路板裝于機(jī)殼1內(nèi)，發(fā)光指示燈2裝于機(jī)殼的正面面板上并通過導(dǎo)線與電路板上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路相應(yīng)點(diǎn)相連接；數(shù)碼顯示管3、控制鍵盤4均分別裝于機(jī)殼1的操作臺(tái)板上并分別通過導(dǎo)線分別與機(jī)殼內(nèi)電路板上的顯示電路、鍵盤控制電路相應(yīng)點(diǎn)相連接；電源插口5開設(shè)于機(jī)殼右側(cè)，電路板上電源線從電源插口5引出并與電源裝置相連接；包括多個(gè)探針式熱電耦傳感器、壓力傳感器、蒸汽溫度傳感器的傳感器組6從機(jī)殼右邊孔洞引進(jìn)并分別與電路板上的放大電路相應(yīng)點(diǎn)相連接，機(jī)殼頂部開設(shè)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制線接線口7；其電路由放大電路、A／D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示電路、報(bào)警電路、鍵盤控制電路、D／A轉(zhuǎn)換電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路共同連接構(gòu)成；其相互連接關(guān)系是放大電路分別通過傳感信號(hào)線、放大輸出信號(hào)線分別與傳感器組6的各傳感器、A／D轉(zhuǎn)換電路相電氣連接；單片機(jī)分別通過A／D轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)線、顯示信號(hào)線、報(bào)警信號(hào)線、鍵盤控制信號(hào)線、D／A轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)線分別與A／D轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、報(bào)警電路、鍵盤控制電路、D／A轉(zhuǎn)換電路相電氣連接；執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路分別通過D／A轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)線、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線分別與D／A轉(zhuǎn)換電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相電氣連接。
橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制方法其關(guān)鍵是采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過離線對(duì)硫化溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、記憶，以此產(chǎn)生一組適宜于在不同生產(chǎn)環(huán)境下計(jì)算的權(quán)值，然后利用這組權(quán)值，將硫化過程中易測(cè)溫的多點(diǎn)溫度實(shí)測(cè)值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，通過權(quán)值映射出硫化中制品內(nèi)部多個(gè)關(guān)鍵的難測(cè)溫點(diǎn)的溫度值，經(jīng)過20S～60S時(shí)間間隔的推移，不同時(shí)刻溫度值經(jīng)過映射得到硫化化過程中不同時(shí)刻的溫度預(yù)測(cè)值；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算的方法為針對(duì)一組經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的溫度變化值，設(shè)定其中易測(cè)溫的多點(diǎn)及時(shí)間間隔序列為輸入，難測(cè)溫的四點(diǎn)溫度值為理想輸出值，首先定出所采用網(wǎng)絡(luò)模型的層數(shù)和各隱含層單元個(gè)數(shù)，然后根據(jù)輸入層單元數(shù)及隱含層單元數(shù)確定權(quán)值矩陣和閥值矩陣的行和列，再將隨機(jī)產(chǎn)生的兩組值定為權(quán)值和閾值，輸入通過權(quán)值映射后與閾值的差即為網(wǎng)絡(luò)的一次輸出，利用所得輸出值與理想輸出值比較的差值，按誤差的梯度計(jì)算方法算出一組新的權(quán)值和閾值，然后再進(jìn)行第二次相同運(yùn)算；不斷循環(huán)，當(dāng)最后得到一組輸出值與理想輸出值的差值在設(shè)定的誤差范圍之內(nèi)，最后所得閾值和權(quán)值就是所求閾值和權(quán)值，將其存儲(chǔ)，用于在線預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。
本橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制程序如下通過多個(gè)探針式熱電耦傳感器和一個(gè)壓力傳感器及一個(gè)蒸汽溫度傳感器，進(jìn)行第一步數(shù)據(jù)采集，在與設(shè)定的數(shù)據(jù)比較后，判斷是否符合硫化初始條件，如任一通道的測(cè)試值超過設(shè)定的誤差范圍，控制儀則通過LED數(shù)碼管顯示報(bào)警信號(hào)，提示硫化設(shè)備重新調(diào)整初始條件；如果數(shù)據(jù)檢測(cè)完全符合硫化初始條件，便進(jìn)入選擇程序步驟，即選擇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的初始條件，該條件主要是根據(jù)環(huán)境溫度和蒸汽溫度把網(wǎng)絡(luò)權(quán)值及閾值設(shè)定在適用范圍，然后采用對(duì)應(yīng)的權(quán)值和閾值，經(jīng)過10～25分鐘延時(shí)，待硫化進(jìn)入相對(duì)平穩(wěn)階段后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開始工作；首先對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)初始化，即將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)歸一到
之間，映射計(jì)算后，輸出預(yù)測(cè)結(jié)果，然后經(jīng)反歸一處理，檢測(cè)數(shù)據(jù)是否達(dá)到正硫化時(shí)的溫度值，若未達(dá)到，則重復(fù)預(yù)測(cè)和檢測(cè)過程；直至達(dá)到正硫化溫度后，則控制硫化設(shè)備停止加熱，進(jìn)入保溫階段，預(yù)測(cè)程序結(jié)束。
本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)電路采用的CPU型號(hào)為AT89C51，為51系列的單片機(jī)，它一共有4個(gè)8位并進(jìn)行I／O接口P0、P1、P2、P3，1個(gè)全雙工串行I／O接口，可多機(jī)通信；在本電路中P0口作為數(shù)據(jù)總線，P1口作為輸出口用于顯示電路P2口，用作地址線高8位，P3口用作第二功能用。P3．0／RXD口串行輸入口，P3．1／TXD為串行輸出口，P3．2 INT0外部中斷0請(qǐng)求輸入端，P3．3 INT1外部中斷的1請(qǐng)示輸入端，P3．4／TO為定時(shí)器／計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)脈沖輸入端。P3．5／T1為定時(shí)器／計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端，P3．6WR為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端P3．7RD為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，RST為復(fù)位端，只需有10ms左右的高電平便可復(fù)位。如圖，當(dāng)Vcc接通時(shí)，C1兩端電壓為0，RST輸入高電平，然后C1充電，RST電位逐漸降低，但只要R1C1足夠大，使RST高電平時(shí)間維持在10ms以上便可復(fù)位；C2、C3與Y1組成振蕩電路產(chǎn)生時(shí)鐘頻率，選擇晶體振蕩頻率為12MHz，C2、C3為30pF，單片機(jī)IC1的P3．6和P2．7通過或非門控制A／D轉(zhuǎn)換器IC2的START口，P3．7和P2．7通過或非門IC5、IC6控制IC2的OE口，ALE通過U6分頻后接IC2的CLK腳。鍵盤輸入電路由一個(gè)或門，一個(gè)擴(kuò)展輸入口IC3，和8個(gè)47K電阻，按鈕組成?；蜷T輸入端接RD和P2．6輸出端接1G和2G，IC3輸出端接P0口，當(dāng)?shù)刂肪€A14為低電平時(shí)又有讀信號(hào)時(shí)，P0口從IC3讀入數(shù)據(jù)。顯示電路由譯碼器IC4和數(shù)碼管組成，IC4輸入端A、B、C、D分接CPU、P1．0、P1．1、P1．2、P1．3，LT、BT接地，LE接+Vcc，S1、S2、S3接P1．4、P1．5、P1．6。A／D轉(zhuǎn)換電路由IC2非門、可變基準(zhǔn)電壓電路。ADDA、ADDB、ADDC為選擇輸入A／D轉(zhuǎn)換端，通過它選擇需A／D轉(zhuǎn)換的模擬輸入端，IN0～I(xiàn)N7為模擬輸入端，D0～D7為數(shù)字輸出端，REF(-)、REF(+)為比較電壓；REF(-)接地，REF(+)接可調(diào)比較電壓端，START是芯片的起動(dòng)引腳，其上脈沖的下降沿啟動(dòng)一次A／D轉(zhuǎn)換；EOC是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，用于向單片機(jī)申請(qǐng)中斷或供單片機(jī)查詢，在這里把它接到CPU中斷0向CPU申請(qǐng)中斷，CLK為時(shí)鐘端，因芯片時(shí)鐘頻率最高只可工作于640KB，故由單片機(jī)ALE引腳經(jīng)5分頻后接向該引腳，可調(diào)比較電壓電路中，R2、R3起分壓作用，C5起濾波作用，D1是穩(wěn)壓管起穩(wěn)壓作用。D／A轉(zhuǎn)換電路由IC7、可變基準(zhǔn)電壓電路、比較電壓輸出電路共同構(gòu)成。Vcc、ILE接高電平，ID0～I(xiàn)D7接P1口，WR1、WR2接CPU的WR管腳，CS和XFER同接P2．6管腳。Vref接基準(zhǔn)電壓，可變基準(zhǔn)電壓和A／D轉(zhuǎn)換電路中的可變基準(zhǔn)電壓電路相同。Iout1和Iout2分別接運(yùn)放器負(fù)正極。DGND接地，為減小干擾Iout2和AGND接另一個(gè)地(注意是不同地)。運(yùn)放器輸出端接反饋信號(hào)輸入端Rfb。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果；(1)由于本發(fā)明完全采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)硫化制品的內(nèi)部溫度，大大減少了在線處理的信息量，使程序運(yùn)行速度大大提高，并且只需在線測(cè)量橡膠硫化時(shí)幾個(gè)易測(cè)的溫度點(diǎn)便可實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)，不用對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)即硫化機(jī)構(gòu)作較大的改裝，克服了現(xiàn)有某些方法必須較大程度地改組硫化設(shè)備及其同時(shí)存在的傳感機(jī)構(gòu)易損壞、可靠性差的缺點(diǎn)，使應(yīng)用硫化溫度實(shí)現(xiàn)在線控制成為經(jīng)濟(jì)可行的方法；(2)本發(fā)明智能化程度高、準(zhǔn)確可靠、速度快。通過樣本學(xué)習(xí)成功的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)相應(yīng)條件下實(shí)際硫化溫度的預(yù)測(cè)誤差可達(dá)到2℃以內(nèi)；(3)提高橡膠硫化質(zhì)量。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的硫化時(shí)間控制方法，本發(fā)明方法預(yù)測(cè)到的結(jié)果較好地反映了硫化過程中難測(cè)溫點(diǎn)的硫化溫度值，由此可及時(shí)地控制硫化繼續(xù)與否，克服了過硫或欠硫所帶來(lái)的硫化質(zhì)量和質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至次品；(4)本發(fā)明的預(yù)測(cè)控制儀易于使用、便于維護(hù)，它完全由電子器件組成，簡(jiǎn)單的鍵盤操作和觀察顯示器，便于掌握使用方法。另外電子器件的耐用性好，維護(hù)和維修都非常容易實(shí)現(xiàn)。
下面對(duì)說(shuō)明書附圖進(jìn)一步說(shuō)明如下圖1是本橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀的電路方框圖；圖3是本橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀的電路原理圖；圖4是本橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀的預(yù)測(cè)控制程序流程方框圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式可為如下(1)按圖1所示，設(shè)計(jì)、加工本橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀的機(jī)殼，可用工程塑料或金屬采用常用機(jī)加工方法加工成160×200×110mm的機(jī)殼1，機(jī)殼前部操作臺(tái)板右邊裝一組便于人工輸入數(shù)據(jù)的12鍵標(biāo)準(zhǔn)小鍵盤4；機(jī)殼前部操作臺(tái)板的左邊裝一套數(shù)碼顯示管3；機(jī)殼的右邊開設(shè)一個(gè)電源線插口5和采集數(shù)據(jù)用的多個(gè)順序排列的傳感器組6的進(jìn)線口；機(jī)殼的頂部開設(shè)一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制線接線口7，機(jī)殼前面板安裝兩個(gè)預(yù)測(cè)程序工作時(shí)的指示燈2，其中一個(gè)指示程序是否運(yùn)行，另一個(gè)顯示程序的異常狀態(tài)；②購(gòu)置三個(gè)探針式熱電偶傳感器以及一個(gè)壓力傳感器和一個(gè)蒸汽溫度傳感器的傳感器組6，它們接在本控制儀機(jī)殼的外部。例如，熱電偶傳感器可選德國(guó)JUMO公司的E型傳感器；壓力傳感器可選廣州森納士壓力儀器有限公司的DG1100型壓力傳感器；蒸汽溫度傳感器可選溫度傳感器集成電路AD590；12鍵鍵盤可選用北京金誠(chéng)信有限公司的GHC511鍵盤，數(shù)碼顯示管可以選用深圳市超亮電子有限公司的LED數(shù)碼管；(2)按圖2～3所示，繪制印刷電路板，并篩選元件進(jìn)行安裝。例如單片微機(jī)IC1可選用ATMEL公司的AT89C51；晶體振蕩器可選用12MHZ的晶體振蕩器；A／D轉(zhuǎn)換器IC2可選用ADC0809，IC3可選74LS244，D／A轉(zhuǎn)換器IC7可選用DAC0832，譯碼電路IC4可以采用MC14511；IC5、IC6可選74F02；③把安裝好的印刷電路板安裝于機(jī)殼內(nèi)，并按上面說(shuō)明書所述的連接關(guān)系用導(dǎo)線把裝于機(jī)殼上的鍵盤4，數(shù)碼顯示管3，發(fā)光指示燈2以及傳感器組6分別與對(duì)應(yīng)的電路相應(yīng)點(diǎn)相連接；④按圖4所示的預(yù)測(cè)控制程序軟件流程方框圖編制軟件程序，再把安裝好的橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀加電并用鍵盤輸入?yún)?shù)，經(jīng)簡(jiǎn)單調(diào)試，再將該儀器的傳感器組6的各個(gè)傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制線接到橡膠硫化機(jī)對(duì)應(yīng)的三個(gè)難于測(cè)溫的硫化測(cè)溫點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的壓力及蒸汽溫度檢測(cè)部位和控制部位，用本發(fā)明已編制的控制程序軟件進(jìn)行控制，便能較好地實(shí)施本發(fā)明。發(fā)明人經(jīng)過幾年的研究，已成功地制造出本預(yù)測(cè)控制儀的樣機(jī)，并已成功地在某橡膠輪胎廠進(jìn)行了試驗(yàn)性試用，效果很好，提高了該廠橡膠制品的質(zhì)量，且性能穩(wěn)定可靠，完全達(dá)到了本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀，其特征在于它由機(jī)殼(1)、電路板以及裝置于機(jī)殼上的發(fā)光指示燈(2)、數(shù)碼顯示管(3)、控制鍵盤(4)、傳感器組(6)共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為電路板裝于機(jī)殼(1)內(nèi)，發(fā)光指示燈(2)裝于機(jī)殼的正面面板上并通過導(dǎo)線與電路板上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路相應(yīng)點(diǎn)相連接；數(shù)碼顯示管(3)、控制鍵盤(4)均分別裝于機(jī)殼(1)的操作臺(tái)板上，并分別通過導(dǎo)線分別與機(jī)殼內(nèi)電路板上的顯示電路、鍵盤控制電路相應(yīng)點(diǎn)相連接；電源插口(5)開設(shè)于機(jī)殼右側(cè)，電路板上電源線從電源插口(5)引出并與電源裝置相連接；包括多個(gè)探針式熱電耦傳感器、壓力傳感器、蒸汽溫度傳感器的傳感器組(6)從機(jī)殼右邊孔洞引進(jìn)并分別與電路板上的放大電路相應(yīng)點(diǎn)相連接，機(jī)殼頂部開設(shè)有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制線接線口(7)；其電路由放大電路、A／D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示電路、報(bào)警電路、鍵盤控制電路、D／A轉(zhuǎn)換電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路共同連接構(gòu)成；其相互連接關(guān)系是放大電路分別通過傳感信號(hào)線、放大輸出信號(hào)線分別與傳感器組(6)的各傳感器、A／D轉(zhuǎn)換電路相電氣連接；單片機(jī)分別通過A／D轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)線、顯示信號(hào)線、報(bào)警信號(hào)線、鍵盤控制信號(hào)線、D／A轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)線分別與A／D轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、報(bào)警電路、鍵盤控制電路、D／A轉(zhuǎn)換電路相電氣連接；執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路分別通過D／A轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)線、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線分別與D／A轉(zhuǎn)換電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相電氣連接。
2.一種橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制方法，其特征在于其關(guān)鍵是采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過離線對(duì)硫化溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、記憶，以此產(chǎn)生一組適宜于在不同生產(chǎn)環(huán)境下計(jì)算的權(quán)值，然后利用這組權(quán)值，將硫化過程中易測(cè)溫的多點(diǎn)溫度實(shí)測(cè)值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，通過權(quán)值映射出硫化中制品內(nèi)部多個(gè)關(guān)鍵的難測(cè)溫點(diǎn)的溫度值，經(jīng)過20S～60S時(shí)間間隔的推移，不同時(shí)刻溫度值經(jīng)過映射得到硫化過程中不同時(shí)刻的溫度預(yù)測(cè)值；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算的方法為針對(duì)一組經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的溫度變化值，設(shè)定其中易測(cè)溫的多點(diǎn)及時(shí)間間隔序列為輸入，難測(cè)溫度的四點(diǎn)溫度值為理想輸出值，首先定出所采用網(wǎng)絡(luò)模型的層數(shù)和各隱含層單元個(gè)數(shù)，然后根據(jù)輸入層單元數(shù)及隱含層單元數(shù)確定權(quán)值矩陣和閥值矩陣的行和列，再將隨機(jī)產(chǎn)生的兩組值定為權(quán)值和閾值，將輸入通過權(quán)值映射后與閾值的差即為網(wǎng)絡(luò)的一次輸出，利用所得輸出值與理想輸出值比較的差值，按誤差的梯度計(jì)算方法算出一組新的權(quán)值和閾值，然后再進(jìn)行第二次相同運(yùn)算；不斷循環(huán)，當(dāng)最后得到一組輸出值與理想輸出值的差值在設(shè)定的誤差范圍之內(nèi)，最后所得閾值和權(quán)值就是所求閾值和權(quán)值，將其存儲(chǔ)，用于在線預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。
3.一種橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制的預(yù)測(cè)控制程序，其特征在于通過多個(gè)探針式熱電耦傳感器和一個(gè)壓力傳感器及一個(gè)蒸汽溫度傳感器，進(jìn)行第一步數(shù)據(jù)采集，在與設(shè)定的數(shù)據(jù)比較后，判斷是否符合硫化初始條件，如任一通道的測(cè)試值超過設(shè)定的誤差范圍，控制儀則通過LED數(shù)碼管顯示報(bào)警信號(hào)，提示硫化設(shè)備重新調(diào)整初始條件；如果數(shù)據(jù)檢測(cè)完全符合硫化初始條件，便進(jìn)入選擇程序步驟，即選擇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的初始條件，該條件主要是根據(jù)環(huán)境溫度和蒸汽溫度把網(wǎng)絡(luò)權(quán)值及閾值設(shè)定在適用范圍，然后采用對(duì)應(yīng)的權(quán)值和閾值，經(jīng)過10～25分鐘延時(shí)，待硫化進(jìn)入相對(duì)平穩(wěn)階段后，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開始工作；首先對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)初始化，即將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)歸一到
之間，映射計(jì)算后，輸出預(yù)測(cè)結(jié)果，然后經(jīng)反歸一處理，檢測(cè)數(shù)據(jù)是否達(dá)到正硫化時(shí)的溫度值，若未達(dá)到，則重復(fù)預(yù)測(cè)和檢測(cè)過程；直至達(dá)到正硫化溫度后，則控制硫化設(shè)備停止加熱，進(jìn)入保溫階段，預(yù)測(cè)程序結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明是橡膠硫化溫度在線預(yù)測(cè)控制儀及其預(yù)測(cè)控制方法。預(yù)測(cè)控制儀由機(jī)殼、電路板、指示燈、顯示管、鍵盤、傳感器組連接構(gòu)成,電路板裝于機(jī)殼內(nèi),指示燈、顯示管、鍵盤裝于機(jī)殼面板及操作臺(tái)板上并分別與電路板相應(yīng)點(diǎn)連接,傳感器組與電路板放大電路相應(yīng)點(diǎn)連接;電路由放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、顯示電路、報(bào)警電路、鍵盤控制電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路通過各自信號(hào)線連接構(gòu)成。本發(fā)明克服和解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和問題,智能化程度高、準(zhǔn)確性可靠性高、使用維護(hù)方便、速度快、效率高。
文檔編號(hào)G05D23/19GK1289670SQ0011745
公開日2001年4月4日 申請(qǐng)日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者黃茜 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)