CN111736469A - 一种纺织印染节能控制系统的控制方法 - Google Patents

一种纺织印染节能控制系统的控制方法 Download PDF

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance

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Abstract

本发明中的印染设备控制系统中的控制单元借助该控制方法对经过印染的面料的上染率进行监测，并且是在一定的长度范围内进行监测，避免由于极小面积的染色误差而导致系统的误报或者过度控制。在每一个s时刻对面料的上染率进行监测并生成曲线与设计上染率进行比较，根据这两条曲线的稳态方差对后续上染操作中的染料输出量、上染温度和上染压力进行反馈控制。

Description

一种纺织印染节能控制系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种纺织印染节能控制系统的控制方法，属于纺织染色工业的控制领域。
背景技术
中国是纺织印染工业起步最早的国家，该产业传统支柱与朝阳产业，具备较强的国际竞争优势。然而，该行业存在水耗大、能耗高与污染物排放量多等缺点，工业水耗占全国总量的8.5％，能耗占4.4％，污染物排放量列全国工业行业前5，属于我国重点污染控制产业之一。
工业污染的治理可以分为先污染后治理和前期预防，降低污染量。考虑到后期环境治理过程中需要花费的大量人力物力和财力，在前期做好污染的预防是防止环境污染的理想手段。而且，印染行业的污染也主要集中在印染生产中，如果能够降低印染物料的使用，必然会降低印染对环境带来的危害，因此，有必要开发一种节约印染物料的新型印染上染控制系统以及其相应的控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能降低印染物料浪费，并能获得理想上染率的纺织印染节能控制系统的控制方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种纺织印染节能控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用面料上染率测试仪连续测量经过染色后的面料的上染率，并生成实际上染率曲线；根据面料工艺单的要求生成设计上染率曲线；
2)采用控制系统中的处理器将实际上染率曲线离散化，根据神经元算法将该曲线回归为自反馈控制模型，具体为：
Figure BDA0002548287760000011
其中，s表示染色加工时间，Tm表示上染温度，km表示染料输出量，λ表示上染压力，Gc(s)表示在s时刻的面料上染率；
3)根据稳态方差最小的原则，求出在s时刻染色系统在实际上染率曲线和设计上染率曲线的稳态方差：
Figure BDA0002548287760000021
其中，kf为染料实际输出方差，还包括以下稳定因子：
Figure BDA0002548287760000022
Figure BDA0002548287760000023
其中的KP为理想的染料输出量，Td为理想的上染温度；
G(s)为s时刻染色系统的实际上染曲线的稳态方差，以s时刻的染料输出量、上染温度和上染压力对染色系统的实际染色生产进行反馈控制。
进一步地，所述面料上染率测试仪连续测量经过染色后的面料的长度为10-15米。
进一步地，所述实际上染率曲线以及设计上染率曲线为采用伪码发生器产生的伪码曲线。
进一步地，所述面料上染率测试仪采用光电方法对面料的染色效果进行测量。
本发明的工作原理是，印染设备控制系统中的控制单元借助该控制方法对经过印染的面料的上染率进行监测，并且是在一定的长度范围内进行监测，避免由于极小面积的染色误差而导致系统的误报或者过度控制。在每一个s时刻对面料的上染率进行监测并生成曲线与设计上染率进行比较，根据这两条曲线的稳态方差对后续上染操作中的染料输出量、上染温度和上染压力进行反馈控制。并且还可以提前s时间进行预测，然后根据预测值来计算适当的调节作用，以补偿由于随机扰动以及时间延迟在s时刻之后对印染效果的影响。这样，通过不断地采样、预报和控制，就能始终保持输出量的稳态方差最小，也即保持了印染效果的稳定。
本发明提供的方法可以提前一定时间对印染效果进行预测，这样既减少了闭环系统调整延迟的不良影响，又保留闭环系统的反馈控制作用。闭环系统采用此控制算法后具有很强的抗干扰能力，可以基本消除各种非线性因素的干扰，从而使面料的印染均匀度进一步提高。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，对本方案进行阐述。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种纺织印染节能控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用面料上染率测试仪连续测量经过染色后的面料的上染率，并生成实际上染率曲线；根据面料工艺单的要求生成设计上染率曲线；
2)采用控制系统中的处理器将实际上染率曲线离散化，根据神经元算法将该曲线回归为自反馈控制模型，具体为：
Figure BDA0002548287760000031
其中，s表示染色加工时间，Tm表示上染温度，km表示染料输出量，λ表示上染压力，Gc(s)表示在s时刻的面料上染率；
据稳态方差最小的原则，求出在s时刻染色系统在实际上染率曲线和设计上染率曲线的稳态方差：
Figure BDA0002548287760000032
其中，kf为染料实际输出方差，还包括以下稳定因子：
Figure BDA0002548287760000033
Figure BDA0002548287760000034
其中的KP为理想的染料输出量，Td为理想的上染温度；
G(s)为s时刻染色系统的实际上染曲线的稳态方差，以s时刻的染料输出量、上染温度和上染压力对染色系统的实际染色生产进行反馈控制。
进一步地，所述面料上染率测试仪连续测量经过染色后的面料的长度为10-15米。
进一步地，所述实际上染率曲线以及设计上染率曲线为采用伪码发生器产生的伪码曲线。
进一步地，所述面料上染率测试仪采用光电方法对面料的染色效果进行测量。
本发明中的印染设备控制系统中的控制单元借助该控制方法对经过印染的面料的上染率进行监测，并且是在一定的长度范围内进行监测，避免由于极小面积的染色误差而导致系统的误报或者过度控制。在每一个s时刻对面料的上染率进行监测并生成曲线与设计上染率进行比较，根据这两条曲线的稳态方差对后续上染操作中的染料输出量、上染温度和上染压力进行反馈控制。并且还可以提前s时间进行预测，然后根据预测值来计算适当的调节作用，以补偿由于随机扰动以及时间延迟在s时刻之后对印染效果的影响。这样，通过不断地采样、预报和控制，就能始终保持输出量的稳态方差最小，也即保持了印染效果的稳定。
本发明提供的方法可以提前一定时间对印染效果进行预测，这样既减少了闭环系统调整延迟的不良影响，又保留闭环系统的反馈控制作用。闭环系统采用此控制算法后具有很强的抗干扰能力，可以基本消除各种非线性因素的干扰，从而使面料的印染均匀度进一步提高。

Claims (1)

1.一种纺织印染节能控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用面料上染率测试仪连续测量经过染色后的面料的上染率，并生成实际上染率曲线；根据面料工艺单的要求生成设计上染率曲线；
2)采用控制系统中的处理器将实际上染率曲线离散化，根据神经元算法将该曲线回归为自反馈控制模型，具体为：
Figure FDA0002548287750000011
其中，s表示染色加工时间，Tm表示上染温度，km表示染料输出量，λ表示上染压力，Gc(s)表示在s时刻的面料上染率；
3)根据稳态方差最小的原则，求出在s时刻染色系统在实际上染率曲线和设计上染率曲线的稳态方差：
Figure FDA0002548287750000012
其中，kf为染料实际输出方差，还包括以下稳定因子：
Figure FDA0002548287750000013
Figure FDA0002548287750000014
其中的KP为理想的染料输出量，Td为理想的上染温度；
G(s)为s时刻染色系统的实际上染曲线的稳态方差，以s时刻的染料输出量、上染温度和上染压力对染色系统的实际染色生产进行反馈控制；
所述面料上染率测试仪连续测量经过染色后的面料的长度为10-15米；
所述实际上染率曲线以及设计上染率曲线为采用伪码发生器产生的伪码曲线；
所述面料上染率测试仪采用光电方法对面料的染色效果进行测量。
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