热压过程对中密度纤维板剖面密度影响因子的研究

摘要

中密度纤维板生产过程由备料、纤维分离、干燥、胶施、铺装、裁边等主要工序组成，其中热压是中密度纤维板生产过程中的关键工序之一。中密度纤维板的剖面密度形成于热压过程，所以热压过程中的影响因素也制约着剖面密度的形成。准确地控制热压过程中各工艺参数，根据当前热压周期中各主要参数智能地调节热压过程，是最终生产出合格产品，提高产品质量和经济效益的一个重要措施。
　　本文在结合中密度纤维板热压工艺研究的基础上，提出剖面密度对MDF板材性能这一影响因子，并分析总结板材VDP的形成机理、决定因素及检测方法。针对热压生产过程中，被控对象呈现非线性和滞后现象，设计热压压力模糊自适应PID控制器。结果表明，模糊自适应PID控制器比单一PID控制的鲁棒性好，控制精度有所改善，同时超调量少、震荡减弱、稳定性高，具有十分明显的优势。并通过试验验证，观察剖面密度曲线，采用模糊PID控制器，可以有效地调节热压压力，压制板材符合质量要求。
　　由于模糊控制器存在的不足，为提高控制器的性能，将改进的遗传算法与模糊控制器相结合，实现中密度纤维板热压控制系统的设计。本研究采用改变交叉与变异策略的遗传算法改进方法优化模糊控制器，不过分依赖于专家的实践操作经验，也不需要被控对象的精确数学模型，利用遗传算法超强的全局搜索能力，即可得到合理的理想的控制规则和模糊划分，仿真表明优化后的模糊控制器的上升快、超调量小、动态性能得到了增强，控制效果较好。

目录

摘要

1 绪论

1．1 本课题研究的目的及意义

1．2 中密度纤维板密度控制及板材VDP的研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本文的主要研究内容

2 纤维板热压工艺对VDP的影响机理

2．1 纤维板的热压成型工艺流程

2．1．1 MDF板材热压工艺的理论与应用

2．2 热压的基本原理

2．2．1 热压温度

2．2．2 热压压力

2．2．3 热压时间

2．3 热压工艺的改进

2．4 剖面密度的形成原因及类型

2．4．1 剖面密度的分类及结构特征

2．4．2 剖面密度的形成原因

2．5 本章小结

3 剖面密度影响因子及检测方法

3．1 剖面密度影响因子

3．1．1 树种、纤维形状尺寸及板材目标厚度与密度

3．1．2 板坯含水率及其分布

3．1．3 压机速度

3．1．4 热压温度

3．1．5 热压压力

3．2 影响密度的各工艺因素的在线检测

3．2．1 纤维含水率的检测

3．2．2 纤维铺装质量的检测

3．2．3 铺装密度检测

3．2．4 剖面密度的检测

3．3 小结

4 热压过程的模糊PID控制

4．1 模糊控制基本理论

4．1．1 模糊控制基础

4．1．2 模糊控制系统与模糊控制器

4．1．3 模糊控制器确定

4．1．4 模糊控制器设计

4．1．5 模糊PID控制器

4．2 热压压力的模糊PID控制器设计

4．2．1 热压压力控制分析

4．2．2 热压模型

4．2．3 模糊PID控制算法

4．2．4 输入输出量的模糊化

4．2．5 模糊PID控制规则表的确定

4．2．6 模糊关系的获得

4．2．7 加权平均法去模糊化

4．3 仿真结果与分析

4．4 对控制系统的试验验证

4．5 本章小结

5 基于改进遗传算法的模糊控制器优化

5．1 遗传算法概述

5．1．1 遗传算法基本原理

5．1．2 遗传算法的基本操作流程

5．2 遗传算法的改进

5．2．1 遗传算法选择方法的改进

5．2．2 交叉与变异策略

5．3 改进遗传算法优化模糊控制器实现

5．3．1 遗传算法在模糊控制中的应用

5．3．2 基于改进遗传算法的模糊控制器设计

5．4 仿真结果及分析

5．5 小结

结论

参考文献

声明