一种同轴电缆护套机优化运行的多目标模型更新方法技术

本发明专利技术涉及一种同轴电缆护套机优化运行的多目标模型更新方法。目前同轴电缆护套机运行主要是靠工作人员经验运行。本发明专利技术方法分两种情况更新：当有新的同轴电缆护套材料被采用时，针对该新材料的生产运行数据和产品品质数据进行多目标建模，后将该模型组合入原模型中，构成新模型；当模型中某生产材料的模型预测误差超出允许误差范围时，利用超出允许误差范围的数据建立新的多目标模型，再利用新数据和优化算法，寻找最优的新模型和原有多目标模型的组合比例系数，将新模型和已有模型结合在一起，共同对新的生产状态进行预测和优化，实现更新。本发明专利技术方法无需放弃已有模型，充分利用了已有模型的学习结果，缩短了模型更新的计算工作量和时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息与控制
，涉及ー种同轴电缆护套机优化运行的多目标模型更新方法。
技术介绍
同轴电缆护套机优化运行是保证同轴电缆护套品质的重要技术手段，其目标是在一定的生产材料(护套材料)条件下，通过调整给料速度，芯线速度，过程中的温度等生产操作參数而获得高效、高品质的运行状态。同轴电缆护套机所用护套材料、生产过程中的温度及芯线通过护套机的速度等生产操作參数的搭配，对同轴电缆护套的品质有直接的影响，不同的护套材料、生产过程中温度及芯线穿过护套机速度等生产操作參数的配置，会直接导致不同的电缆护套的老化性能指标、抗磨性能指标甚至是有无气泡(或气泡多少)等情況。对于给定的护套材料，在给定的护套机上生产，针对不同的规格要求，存在一种最优的运行方案，能够使相应护套品质指标最优化，但是，生产操作參数与品质指标间有着复杂的关系，要找到最优的生产运行方案并不容易。随着科学技术的不断进步，自动化程度也在不断提高，但是同轴电缆护套机优化运行问题还没有很好的得到解決。实际中同轴电缆护套机运行主要是靠工作人员经验，针对具体的护套机和生产材料情况，通过既有的经验来进行生产操作參数配置，几乎谈不到优化。通过数据挖掘的优势，在大量实际运行数据中，挖掘出生产操作參数与产品品质指标间的关系模型，并将此模型应用于护套机的运行优化，将会使护套机的生产效果大大提高。由于同轴电缆护套的产品品质指标不止ー个，所以其同轴电缆护套机生产操作參数与产品品质指标间的关系模型一般为多目标模型。由于同轴电缆护套机的生产产品品质特性与生产操作參数间的关系随着设备运行时间的增长会有所改变，而且增加新的护套材料吋，原多目标模型无法直接应用。因此如何保证模型能够快速、高效的更新以适应新的情况成为了这种方法的关键问题。该问题与建模方法、护套生产材料，样本数据选取及更新策略等都有很大关系。
技术实现思路
本专利技术的目标是针对同轴电缆护套机优化运行中的难题，提供一种兼顾模型预测能力与泛化能力的同轴电缆护套机优化运行的多目标模型更新方法。本专利技术具体是分两种情况更新1)有新的同轴电缆护套材料被采用时，则针对该新材料情况下，生产运行数据和产品品质数据进行多目标建模，后将该模型组合入原模型中，构成生产材料更丰富的新模型；2)原模型中针对某一生产材料的模型预测误差超出允许误差范围时，利用超出原有模型允许误差范围的数据建立新的多目标模型，然后再利用新数据和优化算法，寻找最优的新模型和原有多目标模型的组合比例系数，利用最优的比例系数将新模型和已有模型结合在一起，共同对新的生产状态进行预测和优化，实现模型更新。该方法克服了一般模型更新方法中将已有模型完全放弃，不能利用已有模型的学习结果的缺点，充分利用了已有模型的学习结果，大大缩短了模型更新的计算工作量和时间。本专利技术的技术方案是通过对新护套生产材料建立多目标模型后组合到原模型中进行原模型的更新，或者利用原有模型预测超出允许误差范围的数据作样本，建立新的多目标模型，并将新模型与原有模型相结合，确立了一种同轴电缆护套机优化运行的多目标模型更新法，利用该方法可以快速、高效的实现模型的更新。本专利技术方法的具体步骤是 步骤(I).给定的同轴电缆护套机需采用新的(原模型中未包括的)生产材料时，针对新的生产材料，采集同轴电缆护套机生产操作參数及相关的表征同轴电缆护套生产品质的指标，与原模型一致，建立数据库；具体的同轴电缆护套机生产操作參数通过同轴电缆护套机运行数控系统获取，或直接通过仪器测量采集，其获得的方法均为成熟技木； 所述的同轴电缆护套机生产操作參数的数据包括同轴电缆护套的生产给料速度⑷、芯线穿过护套机速度(の、生产温度￠);所述的表征同轴电缆护套生产品质的指标的数据包括护套的抗老化指标(灼、単位长度平均气泡数量(《)、抗磨性能指标(め； 当给定的同轴电缆护套机，由于原模型对某种生产材料的生产过程中的产品品质指标预测超出允许误差范围时，则从步骤(5)进行更新； 步骤(2).对新护套生产材料数据库中的数据进行选择和预处理，选择50 200组数据作为建模数据，包括给料速度(功、芯线穿过护套机速度(の、生产温度《及护套的抗老化指标(用、単位长度平均气泡数量0)和抗磨性能指标O)的情况；对作为模型输入量的生产操作參数(给料速度(均，芯线穿过护套机速度(の，生产温度￠))，通过单位的变换或乘系数的方法，使各输入量的数据处于相同的数量级，并进行归ー化处理； 步骤(3).采用多输入多输出的径向基神经网络方法，针对建模数据建模，建立新材料护套的品质指标与生产操作參数间的模型；具体建模方法如下 用于建模样本的输入參数及表征护套生产品质性能的综合指标的输出參数可以表不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同轴电缆护套机优化运行的多目标模型更新方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤(1).给定的同轴电缆护套机需采用新的生产材料时，针对新的生产材料，采集同轴电缆护套机生产操作参数及相关的表征同轴电缆护套生产品质的指标，与原模型一致，建立数据库；具体的同轴电缆护套机生产操作参数通过同轴电缆护套机运行数控系统获取，或直接通过仪器测量采集；所述的同轴电缆护套机生产操作参数的数据包括：同轴电缆护套的生产给料速度???????????????????????????????????????????????、芯线穿过护套机速度、生产温度；所述的表征同轴电缆护套生产品质的指标的数据包括：护套的抗老化指标、单位长度平均气泡数量、抗磨性能指标；当给定的同轴电缆护套机由于原模型对某种生产材料的生产过程中的产品品质指标预测超出允许误差范围时，则从步骤(5)进行更新；步骤(2).对新护套生产材料数据库中的数据进行选择和预处理：选择50～200组数据作为建模数据，包括给料速度、芯线穿过护套机速度、生产温度及护套的抗老化指标、单位长度平均气泡数量和抗磨性能指标的情况；对作为模型输入量的生产操作参数通过单位的变换或乘系数的方法，使各输入量的数据处于相同的数量级，并进行归一化处理；步骤(3).采用多输入多输出的径向基神经网络方法，针对建模数据建模，建立新材料护套的品质指标与生产操作参数间的模型；具体建模方法如下：用于建模样本的输入参数及表征护套生产品质性能的综合指标的输出参数可以表示为，其中表示第组作为输入数据的护套生产操作参数向量，表示第组作为输出参数的表征护套生产品质的向量，为样本数量，以实际运行数据为基础建立生产操作参数与护套的生产品质指标间的模型；对于个隐节点的径向基神经网络其输出为：，为权重系数向量、为维输入向量、为第个基函数的中心向量、为函数的基宽度参数向量；建立径向机神经网络模型的关键在于确定基函数的中心向量，基宽度向量及权重系数向量；采用遗传算法迭代训练径向基神经网络，定义遗传算法初始群体向量的各维分量，分别为隐节点个数、数基函数中心、函数的基宽度和权重系数，目标函数为：?，其中为第个样本的神经网络输出值向量，为第个样本的实际值向量；当达到了最小、达到设定值或完成迭代次数时，训练完成，获得隐节点个数、基函数中心向量、函数的基宽度向量和权重系数向量，从而获得多输入多输出的径向基神经网络模型；步骤(4).将新护套生产材料的多目标模型与原模型组合为一个整体的模型，实现模型更新；步骤(5).当给定的同轴电缆护套机由于原模型对某种生产材料的生产过程中的产品品质指标预测超出允许误差范围时，建立原有模型的预测错误数据库；根据具体生产情况和对模型预测精度的要求，设定模型的各目标的允许预测误差限、和，其中为护套的抗老化指标的允许预测误差限、为单位长度平均气泡数量允许预测误差限、为抗磨性能指标允许预测误差限；在采集数据时，判断模型预测值与实际运行值之间的误差与允许预测误差限的大小，如果某护套品质指标预测误差大于，表示某护套品质指标、和之一，即，其中为某护套品质指标模型预测值，为某护套品质指标实测值，则将超限数据存入预测错误数据库中，以备模型更新之用；步骤(6).建立新模型：原模型需要更新时，选取预测错误数据库中的数据作为训练样本，用多目标径向基神经网络建模，建立生产操作参数与护套的生产品质指标间的模型，建模过程与步骤(3)相同，获得多目标的径向基神经网络模型；步骤(7).确定新模型和已有模型的比例：采集新的护套机相同生产材料情况下，不同运行状态下的数据作为检验样本，应用原有模型预测与新模型加权平均的预测方法，对检验数据进行预测，即，其中为第组检验样本工况的目标预测值向量、为新模型预测值向量、为原有模型预测值向量、为新模型预测值权重系数、为原有模型的预测权重系数，且；与的确定采用粒子群算法迭代寻优确定，初始化粒子群位置向量的各维分量，分别为新模型权重和原有模型权重，目标函数为：，其中为第组检验工况实测多目标值与结合模型预测值的误差，为护套的抗老化指标的结合模型预测值与实测值的误差平方，为单位长度平均气泡数量的结合模型预测值与实测值的误差平方，为抗磨性能指标的结合模型预测值与实测值的误差平方，当取得了最小、达到设定值或完成迭代次数时，寻优完成，分别获得新模型和已有模型的比例系数与；清空预测错误数据库，以备下一次更新采集数据之用；步骤(8).将原有模型与新模型按最优的比例系数相结合，构成新的组合模型，即，其中E为更新后的组合模型，从而实现同轴电缆护套机原模型预测误差超出...

【技术特征摘要】
1.一种同轴电缆护套机优化运行的多目标模型更新方法，其特征在于该方法的具体步骤是 步骤(I).给定的同轴电缆护套机需采用新的生产材料时，针对新的生产材料，采集同轴电缆护套机生产操作参数及相关的表征同轴电缆护套生产品质的指标，与原模型一致，建立数据库；具体的同轴电缆护套机生产操作参数通过同轴电缆护套机运行数控系统获取，或直接通过仪器测量采集； 所述的同轴电缆护套机生产操作参数的数据包括同轴电缆护套的生产给料速度⑷、芯线穿过护套机速度(Π、生产温度(O ;所述的表征同轴电缆护套生产品质的指标的数据包括护套的抗老化指标(Λ、单位长度平均气泡数量(《)、抗磨性能指标(y)； 当给定的同轴电缆护套机由于原模型对某种生产材料的生产过程中的产品品质指标预测超出允许误差范围时，则从步骤(5)进行更新； 步骤(2).对新护套生产材料数据库...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春林，
申请(专利权)人：富通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：