模型移植及其在彩涂板涂层厚度建模与校正中的应用研究

摘要

在工业生产中，当工况发生变化时，原有的过程模型在新工况下将失去其预测性能。直接重新建模不仅耗费人力、物力、财力，而且建模时间长，并导致在此期间生产过程的预测与优化控制难以进行，模型移植理论是解决这一问题的有效方法。钢板彩涂是将一种有机涂层涂敷于钢材表面的生产过程，研究模型移植理论及其在彩涂生产过程中的应用问题具有重要的理论与实际意义。
　　本文以某薄板厂彩涂生产线为研究背景，首先介绍了彩涂板生产的工艺流程，并通过对彩涂生产过程的深入分析，在前人对彩涂过程机理研究的基础上，结合现场工艺特点，建立了彩涂生产过程涂层厚度机理模型。通过利用该机理模型模拟实际彩涂生产过程，对所建机理模型进行了仿真研究与分析。同时，对在实际彩涂生产过程中对工况影响较大的重要工艺参数即化涂液浓度、涂液浓度、基板温度变化展开研究，鉴于化涂液浓度，涂液浓度，基板温度变化的相似性特点，结合移植理论提出基于模型移植技术的彩涂过程涂层厚度建模与校正方法。然后，对模型移植的可行性、相似性分类及几种典型相似性移植策略进行简要介绍。在此基础上，针对单一工艺参数的变化情况，定义了彩涂过程的家族相似性并设计移植策略，分别建立了新工况下的静态和动态预测模型，仿真实验验证了方法的有效性。针对多个工艺参数的变化情况，定义了彩涂过程的包含相似性并设计移植策略，将集成训练算法应用于建模过程中，仿真结果验证了方法的有效性。最后，本文对上述模型移植方法的在线应用问题进行了讨论，在模型移植建模与矫正方法的基础上，提出基于案例的多模型在线建模与校正方法，仿真结果验证了方法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的背景及意义

1．2 彩涂过程建模研究现状

1．3 模型移植理论的发展现状

1．4 本文主要工作

第2章 彩涂过程工艺介绍及分析

2．1 彩涂生产线工艺过程概述

2．2 涂层厚度模型

2．2．1 建立模型的条件

2．2．2 一维雷诺方程

2．2．3 边界条件

2．2．4 涂层厚度预测公式

2．3 涂层厚度的机理模型

2．4 影响涂层厚度的因素

2．5 本章小结

第3章 模型移植理论与方法

3．1 模型移植的可行性及意义

3．2 过程表示方法

3．2．1 基于属性的表示方法

3．2．2 基于模型的表示方法

3．3 过程相似性分类

3．3．1 基于属性的相似性分类

3．3．2 基于模型的相似性分类

3．4 几种典型相似性及移植方法概述

3．4．1 比例相似性

3．4．2 家族相似性

3．4．3 包含相似性

3．5 本章小结

第4章 家族相似性和包含相似性在彩涂过程建模中的应用

4．1 彩涂过程模型移植的意义及相似性分析

4．2 彩涂过程中基于家族相似性的模型移植

4．2．1 家族相似性移植策略设计

4．2．2 PLS偏最小二乘法

4．2．3 仿真结果及分析

4．3 彩涂过程中基于包含相似性的模型移植

4．3．1 包含相似性移植策略设计

4．3．2 减聚类算法

4．3．3 Bagging算法

4．3．4 组合模型及其权重的确定

4．3．5 仿真结果及分析

4．4 本章小结

第5章 模型移植的在线实现

5．1 彩涂过程模型移植在线实现的意义

5．2 涂层的厚度检测

5．2．1 试件取样

5．2．2 涂层厚度的测定

5．3 案例检索在彩涂模型更新中的应用

5．4 模型移植的在线实现及结果分析

5．4．1 基于家族相似性的模型移植在线实现

5．4．2 基于包含相似性的模型移植在线实现

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢