一种基于数据驱动协同智能控制的碳纤维原丝喷头拉伸工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种基于数据驱动协同智能控制的碳纤维原丝喷头拉伸工艺，该工艺路线为：纺丝熔体经计量泵精确计量，进入喷丝组件，由喷头挤出后进入凝固浴，在凝固浴导辊的协同智能控制下，实现一定比率的喷头拉伸，最后离开凝固浴。本发明专利技术由基于数据驱动的生物智能控制器设计工艺以及基于多组件数据协同的智能协同优化控制工艺两个部分组成。其中提出的基于数据驱动的生物智能控制器设计工艺，控制器采用内分泌超短反馈生物智能控制器，并对其进行了数据驱动改进，成为不依赖对象模型进行设计的控制器；提出的基于多组件数据协同的智能协同优化控制工艺，通过采集具有协同关系的其他纺丝组件数据并协同优化计算，实现喷头拉伸比率的智能协同控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动控制
，特别是涉及ー种基于数据驱动协同智能控制的碳纤维原丝喷头拉伸エ艺。
技术介绍
碳纤维是ー种新型高性能纤维材料，具有高比強度、高比模量、耐高温、耐疲劳、耐腐蚀、抗辐射、传热、导电、降噪、减震和相对密度小等一系列优异性能。聚丙烯腈基碳纤维综合性能最好，占目前国内外碳纤维总产量的90%以上。目前众多国内外学者都在研究如何进ー步改善聚丙烯腈原丝的性能和品质。聚丙烯腈原丝的生产制备过程エ艺复杂、环节众多、易受各种环境因素干扰，而原丝的质量却是制约碳纤维性能的主要因素。目前，国内外已有的原丝生产技术还存在一定的不足，原丝质量还有较大的提升空间。为了提高原丝的性能与品质，一方面需要对生产过程控制系统的控制精度以及抗干扰能力进行研究，另ー方面需要对碳纤维原丝的生产エ艺做进ー步研究改善。近几年来，数据驱动、智能控制、协同优化等技术在系统建模和过程控制领域得到了越来越广泛的应用，并在实践中取得了比传统方法更加优越的性能。因此，碳纤维原丝生产过程中引入数据驱动、智能控制与协同优化等方法，构建统一的碳纤维生产过程协同智能控制系统，对产出质量稳定、指标优越的高性能原丝具有一定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数据驱动协同智能控制的碳纤维原丝喷头拉伸工艺，其工艺路线为纺丝熔体经计量泵精确计量，进入喷丝组件，由喷头挤出后进入凝固浴，经凝固浴导辊实现喷头拉伸，最后离开凝固浴，其特征是：所述的凝固浴导辊由凝固浴导辊控制系统驱动，凝固浴导辊控制系统包括PID控制器、神经内分泌超短反馈控制器、数据驱动参考模型和协同控制模块，所述的协同控制模块通过采集具有协同关系的其他纺丝组件数据，进行协同优化，计算得到适宜的凝固浴导辊转速，实现喷头拉伸的智能协同控制，使喷头拉伸比率保持相对稳定；所述的其他纺丝组件数据包括计量泵数据以及喷丝组件数据，所述的协同优化为基于数据驱动协同智能控制工艺的优化。

【技术特征摘要】
1.种基于数据驱动协同智能控制的碳纤维原丝喷头拉伸エ艺，其エ艺路线为纺丝熔体经计量泵精确计量，进入喷丝组件，由喷头挤出后进入凝固浴，经凝固浴导辊实现喷头拉イ申，最后离开凝固浴，其特征是:所述的凝固浴导辊由凝固浴导辊控制系统驱动，凝固浴导辊控制系统包括PID控制器、神经内分泌超短反馈控制器、数据驱动參考模型和协同控制模块，所述的协同控制模块通过采集具有协同关系的其他纺丝组件数据，进行协同优化，计算得到适宜的凝固浴导辊转速，实现喷头拉伸的智能协同控制，使喷头拉伸比率保持相对稳定；所述的其他纺丝组件数据包括计量泵数据以及喷丝组件数据，所述的协同优化为基于数据驱动协同智能控制エ艺的优化。2.据权利要求1所述的ー种基于数据驱动协同智能控制的碳纤维原丝喷头拉伸エ艺，其特征在于，所述的基于数据驱动协同智能控制エ艺由基于数据驱动的生物智能控制器设计エ艺以及基于多组件数据协同的智能协同优化控制エ艺两个部分組成。3.据权利要求2所述的ー种基于数据驱动协同智能控制的碳纤维原丝喷头拉伸エ艺，其特征在于，所述的基于数据驱动的生物智能控制器设计エ艺，主要エ艺路线为:主控制器采用内分泌超短反馈生物智能控制器，其中包括传统PID模块以及NUC模块；控制器设计方案采用数据驱动算法，具体是用于PID模块设计的虚拟參考反馈整定法以及用于NUC模块设计的基于数据的NUC优化设计法；具体包括以下步骤: a.对凝固浴导棍的控制电机进行一次开环测试，给电机施加一组随机的电压输入uop (k)，測量其相应的转速输出y。。(k);得到ー组测量数据[Utjp (k) ; yop (k) ]，k=l,…，Nop, k为測量序列号，Nop为本次测试的数据长度； b.基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永生，徐楠，郝矿荣，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：