HXD高温膨胀干燥机水分控制方法、系统及设备

技术领域

本申请涉及干燥机水分控制技术领域，尤其涉及一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法、系统及设备。

背景技术

目前智能概念多应用于信息技术产业、互联网产业以及商业贸易行业。在干燥机水分控制的应用仍处于探索阶段。智能制造是将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术，与设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节融合起来的先进制造过程的总称。实现干燥机水分控制生产的“数字化智能化”也将成为发展的必然趋势。

现有的，提高干燥机水分控制工艺水平，稳定干燥机水分控制的方案主要有：（1）通过串级控制的HXD出口水分控制系统实现系统的响应过程可预测化，具体地，主回路与副回路控制器所用算法为PID控制算法，主回路设定值为出口水分设定值，操纵变量为控制水流量，被控变量为出口水分，副回路设定值为主回路的操纵变量值，操纵变量为薄膜阀开度，被控变量为控制水流量；（2）人工调整参数，实现控制生产设备的运行性能。

但是，上述方案中通过串级控制的HXD出口水分控制系统中的变量数据容易受到外部的影响，致使预测被干扰，预测效果差；另外，人工调整参数，存在人工误差。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本申请提供一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法、系统及设备，以解决上述方法容易受到外部的影响，致使预测被干扰，预测效果差的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法，方法包括：从模型参数中确定相关性参数，以获得各个相关性参数与出口水分之间的传递函数；根据传递函数、历史数据和最小二乘法，建立数据模型；其中，相关性参数至少包括：控制水流量、工艺气温度和工艺气流量；根据预设遗忘因子和递推最小二乘法，实时辨识相关性参数；通过包含相关性参数的预设系统闭环特征多项式，更新包含相关性参数的预设增量式PID控制算法中的计算系数，以根据更新后的预设增量式PID控制算法矫正辨识后的辨识相关性参数。

进一步地，从模型参数中确定相关性参数，具体包括：根据干燥机水分控制的历史数据，获取模型参数对应的皮尔森系数，并形成相关性热力图；其中，模型参数至少包括：控制水、HXD工艺气温度和HXD工艺气流量、喷射蒸汽流量、温度控制喷水流量、HXD入口水分、RCC出口水分、物料流量、系统负压；根据相关性热力图，确定干燥机水分控制对应的相关性参数。

进一步地，根据传递函数、历史数据和最小二乘法，建立数据模型，具体包括：将传递函数和历史数据导入最小二乘法公式，以获得数据模型：

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进一步地，根据预设遗忘因子和递推最小二乘法，实时辨识相关性参数，具体包括：根据递推最小二乘法公式：

进一步地，通过包含相关性参数的预设系统闭环特征多项式，更新包含相关性参数的预设增量式PID控制算法中的计算系数，具体包括：获取预设增量式PID控制算法：

第二方面，本申请提供了一种HXD高温膨胀干燥机水分控制系统，系统包括：建立模块，用于从模型参数中确定相关性参数，以获得各个相关性参数与出口水分之间的传递函数；根据传递函数、历史数据和最小二乘法，建立数据模型；其中，相关性参数至少包括：控制水流量、工艺气温度和工艺气流量；辨识模块，用于根据预设遗忘因子和递推最小二乘法，实时辨识相关性参数；矫正模块，用于通过包含相关性参数的预设系统闭环特征多项式，更新包含相关性参数的预设增量式PID控制算法中的计算系数，以根据更新后的预设增量式PID控制算法矫正辨识后的辨识相关性参数。

进一步地，建立模块包括确定单元，用于根据干燥机水分控制的历史数据，获取模型参数对应的皮尔森系数，并形成相关性热力图；其中，模型参数至少包括：控制水、HXD工艺气温度和HXD工艺气流量、喷射蒸汽流量、温度控制喷水流量、HXD入口水分、RCC出口水分、物料流量、系统负压；根据相关性热力图，确定干燥机水分控制对应的相关性参数。

进一步地，建立模块包括建立单元，用于将传递函数和历史数据导入最小二乘法公式，以获得数据模型：

进一步地，矫正模块包括更新单元；用于获取预设增量式PID控制算法：

第三方面，本申请提供了一种HXD高温膨胀干燥机水分控制设备，设备包括：处理器；以及存储器，其上存储有可执行代码，当可执行代码被执行时，使得处理器执行如上述任一项的一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法。

本领域技术人员能够理解的是，本申请至少具有如下有益效果：

通过获取-辨识-矫正，获得相关性参数（较强的相关性的参数），通过相关性参数的变更，实现了HXD高温膨胀干燥机水分控制。其中，相关性参数中的艺气温度、工艺气流量均为固定值，不能随意变更，本申请通过更新增量式PID控制算法，实现了自动计算最优的控制水，提高出口水分的稳定性。

附图说明

下面参照附图来描述本公开的部分实施例，附图中：

图1是本申请实施例提供的一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法流程图。

图2是本申请实施例提供的一种HXD高温膨胀干燥机水分控制系统内部结构示意图。

图3是本申请实施例提供的一种HXD高温膨胀干燥机水分控制设备内部结构示意图。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本公开的优选实施例，并不表示本公开仅能通过该优选实施例实现，该优选实施例仅仅是用于解释本公开的技术原理，并非用于限制本公开的保护范围。基于本公开提供的优选实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本公开的保护范围之内。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

现行的HXD出口水分控制系统为串级控制系统，主回路与副回路控制器所用算法为PID控制算法，主回路设定值为出口水分设定值，操纵变量为控制水流量，被控变量为出口水分，副回路设定值为主回路的操纵变量值，操纵变量为薄膜阀开度，被控变量为控制水流量。在运行过程中，出口水分也会受其他变量的影响，其中可预测干扰包括气流烘丝入口水分，来料质量流量，HXD工艺气温度，HXD工艺气流量。另外，在生产过程中，还有一种不可预测干扰，可视为控制过程中的扰动。

本申请公开的一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法、系统及设备，主要涉及HXD出口水分控制系统，是为了解决上述方案中通过串级控制的HXD出口水分控制系统中的变量数据容易受到外部的影响，致使预测被干扰，预测效果差；另外，人工调整参数，存在人工误差等问题。

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

本申请实施例提供了一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法，如图1所示，本申请实施例提供方法，主要包括以下步骤：

步骤110、 从模型参数中确定相关性参数，以获得各个相关性参数与出口水分之间的传递函数；根据传递函数、历史数据和最小二乘法，建立数据模型。

需要说明的是，模型参数至少包括：控制水、HXD工艺气温度和HXD工艺气流量、喷射蒸汽流量、温度控制喷水流量、HXD入口水分、RCC出口水分、物料流量、系统负压；相关性参数至少包括：控制水流量、工艺气温度和工艺气流量。

其中，从模型参数中确定相关性参数，具体可以为：根据干燥机水分控制的历史数据，获取模型参数对应的皮尔森系数，并形成相关性热力图；根据相关性热力图，确定干燥机水分控制对应的相关性参数。

需要说明的是，获取模型参数对应的皮尔森系数为现有技术本申请对此不作限定。其中，确定控制水流量、工艺气温度和工艺气流量为相关性参数的过程为根据相关性热力图确定。

其中，根据传递函数、历史数据和最小二乘法，建立数据模型，具体可以为：将传递函数和历史数据导入最小二乘法公式，以获得数据模型：

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步骤120、 根据预设遗忘因子和递推最小二乘法，实时辨识相关性参数。

作为示例地，根据递推最小二乘法公式：

，实时辨识相关性参数；其中，/>

步骤130、 通过包含相关性参数的预设系统闭环特征多项式，更新包含相关性参数的预设增量式PID控制算法中的计算系数，以根据更新后的预设增量式PID控制算法矫正辨识后的相关性参数。

其中，通过包含相关性参数的预设系统闭环特征多项式，更新包含相关性参数的预设增量式PID控制算法中的计算系数，具体可以为：

获取预设增量式PID控制算法：

获取系统闭环特征多项式和预设闭环特征多项式值：

除此之外，图2为本申请实施例提供的一种HXD高温膨胀干燥机水分控制系统。如图2所示，本申请实施例提供系统，主要包括：

建立模块210，用于从模型参数中确定相关性参数，以获得各个相关性参数与出口水分之间的传递函数；根据传递函数、历史数据和最小二乘法，建立数据模型；其中，相关性参数至少包括：控制水流量、工艺气温度和工艺气流量。

建立模块210包括确定单元211，用于根据干燥机水分控制的历史数据，获取模型参数对应的皮尔森系数，并形成相关性热力图；其中，模型参数至少包括：控制水、HXD工艺气温度和HXD工艺气流量、喷射蒸汽流量、温度控制喷水流量、HXD入口水分、RCC出口水分、物料流量、系统负压；根据相关性热力图，确定干燥机水分控制对应的相关性参数。

建立模块210包括建立单元212，用于将传递函数和历史数据导入最小二乘法公式，以获得数据模型：

辨识模块220，用于根据预设遗忘因子和递推最小二乘法，实时辨识相关性参数。

矫正模块230，用于通过包含相关性参数的预设系统闭环特征多项式，更新包含相关性参数的预设增量式PID控制算法中的计算系数，以根据更新后的预设增量式PID控制算法矫正辨识后的辨识相关性参数。

矫正模块230包括更新单元231；用于获取预设增量式PID控制算法：

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以上为本申请中的方法实施例，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种HXD高温膨胀干燥机水分控制设备。如图3所示，该设备包括：处理器；以及存储器，其上存储有可执行代码，当可执行代码被执行时，使得处理器执行如上述实施例中的一种HXD高温膨胀干燥机水分控制方法。

具体地，服务器端通过从模型参数中确定相关性参数，以获得各个相关性参数与出口水分之间的传递函数；根据传递函数、历史数据和最小二乘法，建立数据模型；其中，相关性参数至少包括：控制水流量、工艺气温度和工艺气流量；根据预设遗忘因子和递推最小二乘法，实时辨识相关性参数；通过包含相关性参数的预设系统闭环特征多项式，更新包含相关性参数的预设增量式PID控制算法中的计算系数，以根据更新后的预设增量式PID控制算法矫正辨识后的相关性参数。

至此，已经结合前文的多个实施例描述了本公开的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本公开的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本公开技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本公开的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本公开的保护范围之内。