MDF連續(xù)平壓工藝建模及優(yōu)化研究.pdf

1、連續(xù)平壓過(guò)程在決定中密度纖維板（Medium Density Fiberboard，簡(jiǎn)稱MDF）性能的眾多因素中起著關(guān)鍵性的作用。隨著木材資源的日益減少，MDF需求量的不斷增大，如何提高能源和資源的有效利用率尤為重要。針對(duì)MDF連續(xù)平壓工藝過(guò)程，本論文基于支持向量機(jī)(Support Vector Machine，簡(jiǎn)稱SVM)理論，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能算法為基礎(chǔ)研究工具，于搜集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)連續(xù)平壓工藝的工作機(jī)理和流程定量分析，在一定條件下，建立

2、了MDF連續(xù)平壓工藝關(guān)系模型，給出可靠的理論分析和創(chuàng)新的智能算法支持，并在此基礎(chǔ)上提出了針對(duì)特定的MDF性能指標(biāo)需求設(shè)定連續(xù)平壓工藝參數(shù)的方案。
　　本文的主要研究成果如下:
　　1.首先，對(duì)連續(xù)平壓過(guò)程進(jìn)行了工藝和參數(shù)分析，建立了連續(xù)平壓過(guò)程中板坯屬性、工藝參數(shù)與MDF成品板性能指標(biāo)間的定量關(guān)系模型。隨后，基于SVM理論，通過(guò)最小泛化誤差上界，給出所建立的關(guān)系模型對(duì)應(yīng)的最優(yōu)化問題。
　　2.針對(duì)建立連續(xù)平壓工藝模型所

3、提出的最優(yōu)化問題，設(shè)計(jì)了一種全新的智能算法，并且對(duì)所設(shè)計(jì)的算法提供了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)理論分析及論證。首先，我們?cè)谝呀⒌膬?yōu)化問題中添加正則項(xiàng)，用以通過(guò)尋找到稀疏解來(lái)降低熱壓工藝控制中的復(fù)雜度，結(jié)合罰函數(shù)法和投影法處理優(yōu)化問題中的約束條件，以使所設(shè)計(jì)的智能算法具有很好的優(yōu)化性能和簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)，隨后，通過(guò)引入光滑化技巧，對(duì)基于不定核SVM建立MDF連續(xù)平壓工藝模型所給出的優(yōu)化問題，設(shè)計(jì)智能算法，并從數(shù)學(xué)理論角度嚴(yán)格論證了此算法的動(dòng)態(tài)性能和優(yōu)化性能。

4、其次，引入新方法將原始SVM優(yōu)化問題變形，并改進(jìn)已給出的智能算法，使得新算法在求解基于正（半）定核SVM建立MDF連續(xù)平壓工藝模型所對(duì)應(yīng)的優(yōu)化問題時(shí)，具有更強(qiáng)勁的動(dòng)態(tài)性能和優(yōu)化性能。最后，基于已搜集的數(shù)據(jù)集，通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)三類厚度的熱壓板，建立以某些熱壓工藝參數(shù)（如熱壓壓力、熱壓溫度、熱壓時(shí)間等）和一些板坯屬性（如含水率等）為自變量，以MDF成品板的性能指標(biāo)（如彈性模量、靜曲強(qiáng)度、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度等）為因變量的關(guān)系模型，且數(shù)值仿真結(jié)果顯

5、示所建立的MDF連續(xù)平壓工藝模型可很好地?cái)M合給定數(shù)據(jù)集。
　　3.在已知MDF連續(xù)平壓工藝關(guān)系模型工作的基礎(chǔ)上，為達(dá)到按需求控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的，本文建立優(yōu)化模型并設(shè)計(jì)智能算法，從定量角度給出板坯屬性調(diào)整和工藝參數(shù)設(shè)定的最優(yōu)方案，已達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高勞動(dòng)效率的目的。首先，我們提出了連續(xù)平壓過(guò)程中以工藝參數(shù)（如熱壓壓力、熱壓溫度、熱壓時(shí)間等）和板坯屬性（如含水率等）為自變量，以MDF成品板的性能指標(biāo)（如靜曲強(qiáng)度、彈性模量、內(nèi)結(jié)合強(qiáng)

6、度等）為因變量的幾類優(yōu)化問題模型，并對(duì)模型中核函數(shù)的選取提供明確的選取方案，以使此模型不僅可實(shí)時(shí)求解且具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。其次，針對(duì)我們建立的優(yōu)化問題，設(shè)計(jì)有效的智能算法，并對(duì)算法的動(dòng)態(tài)和優(yōu)化性能進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乩碚撜撟C。最后，對(duì)重點(diǎn)優(yōu)化MDF成品板單一性能指標(biāo)和綜合性能指標(biāo)的兩類問題，基于本論文前面對(duì)三類熱壓板連續(xù)平壓工藝所得到的關(guān)系模型，分別采用針對(duì)相應(yīng)問題所設(shè)計(jì)的智能算法，求得關(guān)于熱壓工藝參數(shù)和板坯屬性的最優(yōu)設(shè)定方案。
　　4.以