纺织学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (11): 179-187.doi: 10.13475/j.fzxb.20210911709

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染色机助剂智能配送系统的构建及实践

张福沐1, 刘端武2, 胡跃明1()   

  1. 1.华南理工大学 自动化科学与工程学院, 广东 广州 510640
    2.佛山市南海天富科技有限公司, 广东 佛山 528222
  • 收稿日期:2021-09-29 修回日期:2022-07-15 出版日期:2022-11-15 发布日期:2022-12-26
  • 通讯作者: 胡跃明
  • 作者简介:张福沐(1979—),男,工程师,博士生。主要研究方向为人工智能与高端装备。

Construction and experiment of intelligent chemicals distribution system for dyeing machine

ZHANG Fumu1, LIU Duanwu2, HU Yueming1()   

  1. 1. College of Automation Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China
    2. Foshan Nanhai Tianfu Technology Co., Ltd., Foshan, Guangdong 528222, China
  • Received:2021-09-29 Revised:2022-07-15 Published:2022-11-15 Online:2022-12-26
  • Contact: HU Yueming

摘要:

针对传统的染色机助剂配送系统配送误差大的问题,提出了一种基于推荐预停值和预计用时预测的多层全连接神经网络模型。首先,使用配送过程记录的数据训练网络模型;然后,将需要配送的数据代入训练好的网络模型进行计算,得到推荐预停值和预计用时,推荐预停值与经验预停值按照可变比例算法计算最终预停值,系统根据最终预停值决定配送阀的关闭时机,利用预计用时评估配送过程是否超时。最后,使用4种预停模式各进行1 000次的助剂配送验证实验。结果表明,采用神经网络模型预测模式的配送误差的标准差为23.8 g,平均绝对误差为16.1 g,优于其他3种预停模式的配送误差,取得了较好的助剂配送精度。

关键词: 助剂配送, 预停值, 神经网络, 可变比例, 配送精度, 染色机

Abstract:

Aiming at the large distribution errors in traditional chemicals distribution systems for dyeing machines, a multi-layer fully connected neural network model was proposed based on the prediction of recommended pre-stop value and predicted time. The network model was firstly trained using data recorded in the distribution process, and the data to be distributed was fed into the trained network model for calculation so as to obtain the recommended pre-stop value and predicted time. The recommended pre-stop value and empirical pre-stop value were used to obtain the final pre-stop value according to the variable ratio algorithm. The system worked to determine the closing time of the distribution valve according to the final pre-stop value. The predicted time was used to evaluate whether the distribution process was timed out. Four pre-stop modes were used for chemicals distribution experiments over 1 000 times, and the results show that the standard deviation of distribution error predicted by network model is 23.8 g, the mean absolute error is 16.1 g. It is superior to the other three pre-stop modes with better chemical distribution accuracy.

Key words: chemicals distribution, pre-stop value, neural networks, variable radio, distribution accuracy, dyeing machine

中图分类号: 

  • TP23

图1

染色机助剂配送系统结构图"

图2

关闭配送阀门时流量与时间的关系"

图3

流量计滞后输出流量的曲线图"

图4

助剂编号与配送误差的关系图"

图5

落料口编号与配送误差的关系图"

图6

配送量与配送误差的关系图"

图7

预停值和预计用时的全连接神经网络结构"

表1

模型训练结果对比表"

数据集 预停值
损失值/g
预停值平均
绝对误差/g
预计用时
损失值/s
预计用时
平均绝对
误差/s
训练集 564.10 15.23 2.24 1.02
校验集 588.86 15.40 2.11 1.00

图8

预停值与训练轮数曲线图"

图9

预计用时与训练轮数曲线图"

图10

模式1~模式4助剂配送误差对比图"

表2

4种模式配送误差结果对比"

模式 方差/g 标准差/g 平均绝对误差/g
模式1 1 022.0 32.0 158.4
模式2 907.4 30.1 61.4
模式3 746.1 27.3 32.8
模式4 564.1 23.8 16.1

图11

配送实际用时、预计用时与配送次数图"

表3

配送实际用时与预计用时的误差结果对比"

统计方法 方差/s 标准差/s 平均绝对误差/s
模式4(包含1次配送异常) 551.3 23.5 1.8
模式4(剔除1次配送异常) 2.5 1.6 1.0
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