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专利号: 2019108420403
申请人: 长沙学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 烟草;雪茄烟;纸烟;吸烟者用品
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种滚筒式烘丝机烘丝工序干尾过程的建模方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)采集烟草烘丝干尾过程中的工艺变量,构建建模数据集;

2)利用所述建模数据集拟合函数型系数,建立烘丝干尾过程的WNN‑VC模型结构;烘丝干尾过程的WNN‑VC模型结构如下:其中:m为WNN‑VC模型的阶次,yt为t采样时刻的出口烟丝含水率,为t采样时刻的入口烟丝流量, 为t采样时刻的入口烟丝含水率, 为t采样时刻的滚筒旋转频率, 为t采样时刻的滚筒筒温, 为t采样时刻的排潮风门开度,ξt为t采样时刻的高斯白噪声;

为WNN‑VC模型的状态量;φ0(wt‑1),φy,i(wt‑1), 和均为关于状态量wt‑1的小波神经网络系数; 为偏移量, 为权系数;

均为小波神经网络的基函数

3)对所述WNN‑VC模型结构进行全局优化,对于优化后的WNN‑VC模型结构,利用最小信息量准则选择最终的烟草烘丝干尾过程WNN‑VC模型阶次m。

2.根据权利要求1所述的滚筒式烘丝机烘丝工序干尾过程的建模方法,其特征在于,步骤1)中,当入口烟丝流量由正常设定值下降至其40%时,开始以采样周期2秒采集N个工艺变量数据,直至出口烟丝含水率下降至2.5%时,采集过程结束;整个过程采集得到的N个工艺变量数据集为:入口烟丝流量的数据集 入口烟丝含水率的数据集 滚筒旋转频率的数据集 滚筒筒温的数据集 排潮风门开度的数据集和出口烟丝含水率的数据集{y1...yn}。

3.根据权利要求1所述的滚筒式烘丝机烘丝工序干尾过程的建模方法,其特征在于,小波神经网络的基函数具体结构如下:其中, 为小波基函数的伸缩因子, 为小波基函数的平移因子,||·||表示2范数运算。

4.根据权利要求1所述的滚筒式烘丝机烘丝工序干尾过程的建模方法,其特征在于,步骤3)中,对所述WNN‑VC模型结构进行全局优化的具体实现过程包括:

1)定 义t时 刻WN N‑V C模型中 的待估 计参数 集θt 为状态向 量 ,即构造自组织状态空间

模型结构如下: 其中: 且

其 中 ,j= 0 ,... ,n p,且当 l=j‑ i≤0时 ,Φt+1为系统噪声,Υt为观测噪声;定义则 为考虑观察噪声Υt后

的烘丝干尾过程WNN‑VC模型的预测输出序列;

2)初始化粒子状态x(0)、噪声项Φt+1和Υt为相互独立的高斯分布,即x(0)~N(μ0,θ0),Φt+1~N(0,Q),Υt~N(0,R);

3)在t时刻,根据WNN‑VC模型和构造的自组织状态空间模型 计算其多步向前预测误差项: 定义优化算法的目标函数为: 其中,n为辨识数据长度,np为预测时域,m为WNN‑VC模型的阶次;

4)将待优化的参数x(t)作为粒子按顺序编码,采用蒙特卡罗粒子滤波算法计算各个体*

针对目标函数V(x)的适应值,选择适应值较低即最优个体保留到下一代,并定义为优秀群体,将其他粒子进行交叉、变异运算,并产生相应的备选群体;比较备选群体中个体的适应*

度,选择最优个体加入到优秀群体中,重复步骤3),直至得到最优的粒子集x ,并令WNN‑VC*

模型的参数集θt=x。

5.根据权利要求1所述的滚筒式烘丝机烘丝工序干尾过程的建模方法,其特征在于,最*

小信息量准则AIC=(n‑m)log(V(x))+4(4m+1)。