基于多元统计的注塑成型过程监测与故障诊断平台

论文摘要

注塑成型是目前应用较广泛的塑料加工方法,注塑机是注塑成型的主要加工设备。注塑过程是典型的非线性、动态、多阶段间歇生产过程,其机理十分复杂,而且其操作复杂度远远大于连续过程。因此,对注塑过程监测、故障诊断和质量预报方法的研究也成为业界的焦点。本文针对注塑生产过程,设计并开发了一款基于网络的注塑过程监测与故障诊断系统平台软件。该软件设计为数据流动、数据存储、数据运算和数据显示四个主体功能,采用Socket编程、多线程技术、Ado.net、GDI+和Matlab与.Net混合编程等关键技术,具有基于用户数据管理、网络分布和统一数据接口等新特性。通过该系统平台不仅以将一些先进理论方法实际应用于注塑过程生产中,还可以帮助初级研究人员高效的完成经典理论的学习,具有实验平台的性质。此外,随着注塑产品在各个领域的广泛应用,对注塑产品的质量要求也越来越高。但是在实际工程应用中,注塑机的质量控制并没有真正实现。其主要原因是构成产品质量闭环控制的质量在线测量值很难实时测得,具有严重的时间滞后性。这个问题已经成为注塑工业过程质量控制领域的瓶颈。因此,本文针对注塑成型这一典型间歇生产过程的数据特点,研究了基于核函数的偏最小二乘方法CKPLS)在注塑过程质量预报方面的应用。在PLS和MPLS等质量预报理论基础上,提出一种用于间歇过程质量预报的MKPLS方法,并研究该方法在注塑生产质量预报中的应用,给出分析结论。虽然该方法在实际应用中有诸多缺陷,但其仿真结论得出了解决非线性问题是间歇过程监测、故障诊断和质量预报方法研究的突破口之一的结论,为今后的理论方法研究明确了方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 多元统计过程监测的发展及研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 注塑过程监测及故障诊断系统平台方案设计
• 2.1 注塑过程监测与故障诊断系统需求分析
• 2.1.1 总体需求分析
• 2.1.2 数据库需求分析
• 2.2 软件开发工具介绍
• 2.2.1 MATLAB技术介绍
• 2.2.2 Visual Studio 2005 C#
• 2.2.3 Oracle 9i
• 2.2.4 其他软件工具
• 2.3 注塑过程监测及诊断系统平台硬件结构
• 2.4 系统平台功能设计及关键技术
• 2.4.1 数据流动
• 2.4.2 数据存储
• 2.4.3 数据运算
• 2.4.4 数据显示
• 2.5 本章小结
• 第3章 注塑过程监测和诊断系统平台软件结构设计及实现
• 3.1 软件系统结构设计
• 3.1.1 软件系统框架设计
• 3.1.2 软件功能模块设计
• 3.2 数据库结构设计
• 3.2.1 生产信息数据库
• 3.2.2 系统信息数据库
• 3.3 系统平台软件的功能实现
• 3.3.1 服务器端软件功能实现
• 3.3.2 客户端软件功能实现
• 3.3.3 系统平台软件的新特性
• 3.4 本章小结
• 第4章 MKPLS在注塑过程质量预报中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 偏最小二乘（PLS）
• 4.2.1 偏最小二乘（PLS）的特点
• 4.2.2 偏最小二乘（PLS）的建模原理
• 4.3 多向偏最小二乘（MPLS）
• 4.4 基于核函数的偏最小二乘（KPLS）
• 4.4.1 核函数
• 4.4.2 基于核函数的偏最小二乘方法（KPLS）
• 4.5 MKPLS方法在注塑过程质量预报中的应用
• 4.5.1 基于核函数的多向偏最小二乘（MKPLS）
• 4.5.2 获取数据及数据处理
• 4.5.3 应用MKPLS方法进行注塑过程质量预报
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢