【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烟草制丝领域，具体涉及一种基于烟支水分的制丝过程水分预测控制方法。
技术介绍
1、水分是影响卷烟制品感官品质的一个重要因素，成品烟支水分不仅影响烟支的物理指标，还对烟支抽吸品质和主流烟气产生影响，因此，稳定的烟支水分对保障烟支品质具有至关重要的作用。
2、烟支水分受制丝过程和卷制过程等参数的影响。目前烟支水分检测采用烘箱法、离线水分检测法将烟支中烟丝取出后检测水分，该方法耗时较长，且对制丝过程烟丝水分的控制调节存在滞后性，造成制丝产线上烟丝水分控制不稳定性的现象。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术提供了一种基于烟支水分的制丝过程水分预测控制方法。
2、本专利技术以成品烟支水分为目标，反向预测最适混丝加香出口水分，进而为制丝生产过程中松散回潮、叶片加料工序的打水量和烘丝工序的脱水量提供控制依据，不断根据生产现状调节系统与生产过程的适应能力。
3、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：
4、基于烟支水分的制丝过程水分预测控制方法，包括
5、s1主成分参数筛选
6、将历史生产数据中相同批次烟丝贮丝条件、机车参数进行主成分分析，确定影响烟支水分的主成分影响参数；
7、主成分影响参数包括贮丝时长、贮丝湿度、回丝量、车速、烙铁温度、ve吸风室负压、目标烟支水分；
8、s2预测模型建立
9、以主成分分析筛选的影响参数为输入层，混丝加香出口水分为输出层，建立
10、根据历史生产数据集进行基于烟支水分的混丝加香出口水分预测模型的训练；
11、模型训练参数：设定训练目标0.05，训练速度为0.01，最大步数100；
12、模型精度检验通过预测值与实际值的均方根差进行检验；
13、s3模型预测与控制
14、s3.1结合各牌号烟支水分工艺标准和现阶段烟支水分检测数据，确定合理的烟支水分作为烟支水分目标值：
15、通常情况下，工艺标准为标准值±允差，检测数据在[标准值-0.5％～标准值+0.5％]范围内波动，偶尔出现超过标准要求范围情况；因此，结合工艺标准+检测数据确定烟支水分目标值的方法为通过检测数据-标准值与允差进行比较，若现阶段检测数据-标准值与允差相差较大，则调整烟支水分目标值，使其更接近烟支水分标准值；
16、s3.2基于混丝加香出口水分预测模型得到混丝加香出口水分目标值(即预测值)；
17、s3.3根据制丝生产过程中叶片吸水-脱水逻辑，建立松散回潮、烟丝干燥和混丝加香线性回归方程，形成制丝过程控制专家库建议：
18、以松散回潮入口水分、松散回潮打水量和烟丝干燥脱水量为变量，混丝加香出口水分为因变量所建立的线性回归方程为：m混＝m入+a*i松+b*r脱；
19、基于混丝加香出口水分目标值和线性回归方程得到制丝过程松散回潮打水量、烟丝干燥脱水量，并获得该混丝加香出口水分目标值控制下的混丝加香出口水分实际值、烟支水分实际值；
20、s3.4二次精度校验：
21、根据混丝加香出口水分目标值与混丝加香出口水分实际值进行偏差分析：如果混丝加香出口水分目标值与混丝加香出口水分实际值偏差≤0.5％，则继续对烟支水分进行偏差分析；如果偏差超过0.5％，则需要反馈进行调节和优化s4.1；
22、根据烟支水分目标值与烟支水分实际值进行偏差分析：如果烟支水分目标值与烟支水分实际值偏差≤0.5％，说明模型预测的混丝加香出口水分满足当前烟支水分的需要，模型控制精度良好；如果偏差超过0.5％，则需要反馈进行调节和优化s4.2；
23、s4反馈控制调节和优化
24、s4.1根据线性回归方程、松散回潮入口水分，在后续批次对制丝过程松散回潮打水量、烟丝干燥脱水量进行相应调整，进而得到优化后的混丝加香出口水分目标值；
25、s4.2执行s3.1以得到优化后的烟支水分目标值。
26、作为上述技术方案的改进，基于烟支水分的制丝过程水分预测控制方法还包括
27、s5模型自适应
28、不断根据历史控制结果和实测烟支水分提高预测模型与实际生产过程的适应性。
29、作为上述技术方案的改进，基于烟支水分的制丝过程水分预测控制方法还包括
30、s6模型自学习
31、通过人工检测烟支水分和混丝加香出口水分的方法进行模型的学习优化。
32、作为上述技术方案的改进，s1主成分参数筛选的方法为
33、将历史生产数据构成矩阵其中，dnm表示第n个参数的第m个数据；
34、将矩阵d进行标准化处理得到矩阵x：其中，(n＝1,2,...；m＝1,2,...)；
35、建立参数间相关系数矩阵r：其中，
36、主成分贡献率计算：
37、主成分累计贡献率：
38、将累计贡献率达到85％～95％对应的前p项参数作为主成分进行综合分析，将贡献率达到85％～95％对应的前p项主成分作为主成分参数。
39、作为上述技术方案的改进，s1筛选出的主成分参数包括：
40、贮丝时长、贮丝温度、贮丝湿度、回丝量、烙铁温度、ve吸风室负压、车速和烟支水分。
41、作为上述技术方案的改进，s1主成分参数筛选还包括
42、对筛选出的变量进行降维分析，得到不相关的新变量：
43、得到各主成分参数的相关性矩阵；
44、得到方差及各主成分贡献率；
45、选择特征值大于1的因子代替原变量；
46、采用具有kaiser标准化的正交旋转法得到各个环境因子对不同主因子的因子载荷，得到成分矩阵；
47、选取对各成分贡献较大的变量作为最终的主成分影响参数：
48、贮丝时长、贮丝湿度、回丝量、烙铁温度、ve吸风室负压、车速和烟支水分。
49、本专利技术带来的有益效果：
50、本专利技术通过对影响烟支水分的因素进行主成分分析，降低影响参数间的维度和复杂度，形成几个新的不相关的参数进行基于烟支水分的制丝过程水分预测控制模型和系统的构建，同时，建立基于烟支水分的制丝过程水分控制专家库建议，以目标烟支水分为输入，预测混丝加香出口水分，进而反馈制丝过程中松散回潮加水量、烟丝干燥工序脱水量及调节范围，为卷烟成品水分的控制提供新的思路。
51、本专利技术可为制丝生产过程中松散回潮、叶片加料的打水量和烘丝工序的脱水量提供控制依据，缩短卷包车间与制丝车间水分反馈时间，提高制丝烟丝与卷制过程的匹配性和适用性，同时，构建的基于烟支水分的制丝过程水分预测控制系统还具有自学习功能，根据生产过程记录的数据、工艺控制标准进行自学习，不断对模型优化，保障反馈系统的准确性和生产过程高度适应性，提高制丝生产与卷制过程中的协同联动。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于烟支水分的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.基于烟支水分的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的制丝过程水分预测控制方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的制丝过程...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈娇娇，李自娟，吕萱，赵海洋，孙朔，马燕玲，高杨，冯子贤，魏玮，武婷婷，武越，
申请(专利权)人：张家口卷烟厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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