本發(fā)明專利技術(shù)涉及溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)及方法，包括歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、目標數(shù)據(jù)采集模塊、理論溫度分析模塊、實際溫度分析模塊以及溫度智能控制模塊，通過設有理論溫度分析模塊與實際溫度分析模塊，有利于通過構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型，易于實現(xiàn)，并具有較強的表示能力，能夠很好地表示出一類數(shù)據(jù)與理論擠壓成型溫度值之間的關(guān)系，可以依據(jù)不同光纜外護套的要求進行溫度控制，提高了外護套的成型質(zhì)量，拓寬了普適性；同時對擠壓過程中存在的熱量損失進行分析，提高了外護套的成型質(zhì)量，對擠壓頭的溫度進行智能化精準化的控制，提高了對擠壓頭溫度控制的準確性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及溫度控制，更具體地涉及一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、光纜熱塑擠壓成型工藝將玻璃纖維由帶張力控制的放線架放出，通過過線支架偏轉(zhuǎn)一定角度后穿過分線盤上沿圓周均勻分布的16個過線模進入擠壓頭，由中心束管放線架放出的光纖單元，從擠壓頭中心穿過，由熱熔膠機壓送出來的高溫高壓高粘度的熱熔膠，經(jīng)加熱軟管從兩邊進入擠壓頭，經(jīng)過擠壓、粘接、熱塑成型、壓縮、定徑后的纜芯鎧裝層即進入擠塑機機頭擠制聚乙烯外護套，經(jīng)冷卻、牽引到線盤，制成成品。
2、在實際生產(chǎn)中，光纜成型工藝過程中光纜護套生產(chǎn)線是光纜制造行業(yè)中最后一道工序，其護套層的質(zhì)量將對光纜的機械?、熱、化學等性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，護套成型工藝質(zhì)量欠佳會導致光纜出現(xiàn)性能衰減問題，而在護套成型工藝中，對護套的擠壓溫度控制尤為重要，是光纜護套質(zhì)量最為直接的決定因素。
3、現(xiàn)有的光纜擠壓成型中在對外護套進行擠壓成型時無法對擠壓頭加熱器的溫度進行精準的控制，由于擠壓過程中會產(chǎn)生熱量損失，進而無法使成型溫度達到所需要的數(shù)值，從而對外護套擠壓成型效果產(chǎn)生影響，降低了護套成型質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)提供了一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)及方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中存在的問題。
2、本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，包括歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、目標數(shù)據(jù)采集模塊、理論溫度分析模塊、實際溫度分析模塊以及溫度智能控制模塊；
3、所述目標數(shù)據(jù)采集模塊用于獲取目標數(shù)據(jù)，并傳輸至理論溫度分析模塊與實際溫度分析模塊；所述目標數(shù)據(jù)采集模塊包括一類數(shù)據(jù)獲取單元與二類數(shù)據(jù)獲取單元；
4、所述理論分析模塊基于歷史數(shù)據(jù)存儲模塊的數(shù)據(jù)構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型，并對一類數(shù)據(jù)獲取單元的一類數(shù)據(jù)進行分析，得到理論成型溫度值；
5、所述實際溫度分析模塊接收理論溫度分析模塊的理論成型溫度值與二類數(shù)據(jù)獲取單元的二類數(shù)據(jù)，對擠壓過程中的熱量損失進行計算分析，并結(jié)合理論成型溫度值，得出最終實際成型溫度值；
6、所述溫度智能控制模塊接收實際溫度分析模塊的數(shù)據(jù)，對溫度進行智能調(diào)控。
7、優(yōu)選的，所述一類數(shù)據(jù)獲取單元用于獲取一類數(shù)據(jù)后傳輸至理論溫度分析模塊，所述二類數(shù)據(jù)獲取單元用于獲取二類數(shù)據(jù)后傳輸至實際溫度分析模塊，所述一類數(shù)據(jù)包括光纜外護套的材料熔化溫度、材料固化溫度、光纜直徑以及生產(chǎn)速度；所述二類數(shù)據(jù)包括擠壓模具擠壓頭表面積、環(huán)境溫度、空氣對流傳熱系數(shù)、熱輻射系數(shù)以及黑體輻射系數(shù)。
8、優(yōu)選的，所述構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型的具體處理方式為：
9、初始化全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型基本架構(gòu)：基本架構(gòu)包括輸入層、隱藏層、激活函數(shù)、損失函數(shù)、學習率、正則化器以及輸出層；
10、初始化權(quán)重和偏置后，通過反向傳播算法得出損失函數(shù)對每一個參數(shù)的梯度，再根據(jù)梯度和學習率使用梯度下降法更新每一個參數(shù)；
11、所述激活函數(shù)選取sigmoid函數(shù)；
12、所述損失函數(shù)選取均方誤差損失函數(shù)：，其中，yi為第i個樣本的真實值，pi為第i個樣本的預測值；
13、在訓練過程中，參數(shù)的更新向著損失函數(shù)梯度下降的方向，參數(shù)的更新公式為：，其中，wh,r為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型第r層更新后的參數(shù)，wq,r為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型第r層當前參數(shù)，αr為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型第r層的學習率，tloss為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型第r層損失函數(shù)的梯度；
14、若損失函數(shù)在連續(xù)β次迭代過程中均不再發(fā)生變化，則模型收斂訓練結(jié)束，得到訓練完成的全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型。
15、優(yōu)選的，所述熱量損失的計算公式為：，其中，qall為擠壓成型過程中的熱量損失總值，qd為擠壓成型過程中擠壓頭周圍空氣對流散失的熱量，qf為擠壓頭熱輻損失的熱量；
16、，其中，s為擠壓模具擠壓頭表面積，γ為空氣對流傳熱系數(shù)，ch為環(huán)境溫度，ρ0為理論成型溫度值；
17、，其中，ε為熱輻射系數(shù)，ε的取值滿足ε∈[0.25，0.75]，hf為黑體輻射系數(shù)；
18、所述實際成型溫度值為：，其中，ts為實際成型溫度值，m為擠壓頭質(zhì)量，c為擠壓頭的材料比熱容。
19、優(yōu)選的，所述溫度智能控制模塊接收實際溫度分析模塊的數(shù)據(jù)，對溫度進行智能升溫的具體方式為：
20、計算擠壓頭從當前溫度升溫至實際成型溫度值所需的時間：，其中，t1為擠壓頭從當前溫度升溫至實際成型溫度值所需的時間，td為擠壓頭當前溫度，η1為擠壓頭的升溫效率。
21、優(yōu)選的，所述溫度智能控制模塊接收實際溫度分析模塊的數(shù)據(jù)，對溫度進行智能降溫的具體方式為：
22、計算擠壓頭從當前溫度降溫至實際成型溫度值所需的時間：，其中，t2為擠壓頭從當前溫度降溫至實際成型溫度值所需的時間，η2為擠壓頭的降溫效率，td為擠壓頭當前溫度。
23、一種光纜擠壓成型的溫度智能控制方法，包括以下步驟：
24、步驟s01：對歷史數(shù)據(jù)進行存儲，并將存儲的歷史數(shù)據(jù)作為訓練集；
25、步驟s02：基于步驟s01中的訓練集，構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型；
26、步驟s03：獲取一類數(shù)據(jù)，輸入至已構(gòu)建完成的全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型中，輸出理論成型溫度值；
27、步驟s04：獲取二類數(shù)據(jù)，計算擠壓成型過程中的熱量損失總值，并結(jié)合步驟s03中輸出的理論成型溫度值，得出實際成型溫度值；
28、步驟s05：基于步驟s04中的實際成型溫度值對溫度進行智能調(diào)控。
29、本專利技術(shù)的技術(shù)效果和優(yōu)點：
30、本專利技術(shù)通過設有理論溫度分析模塊與實際溫度分析模塊，有利于通過構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型，易于實現(xiàn)，并具有較強的表示能力，能夠很好地表示出一類數(shù)據(jù)與理論擠壓成型溫度值之間的關(guān)系，并加入正則化器控制全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型的復雜度并防止過擬合，可以依據(jù)不同光纜外護套的要求進行溫度控制，提高了外護套的成型質(zhì)量，拓寬了普適性；同時對擠壓過程中存在的熱量損失進行分析，防止出現(xiàn)熱量過度損失的情況，導致溫度無法達到所需要的數(shù)值，提高了外護套的成型質(zhì)量，保證了光纜外護套的擠壓成型過程中的成型效果，對擠壓頭的溫度進行智能化精準化的控制，提高了對擠壓頭溫度控制的準確性。
本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：包括歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、目標數(shù)據(jù)采集模塊、理論溫度分析模塊、實際溫度分析模塊以及溫度智能控制模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述一類數(shù)據(jù)獲取單元用于獲取一類數(shù)據(jù)后傳輸至理論溫度分析模塊，所述二類數(shù)據(jù)獲取單元用于獲取二類數(shù)據(jù)后傳輸至實際溫度分析模塊，所述一類數(shù)據(jù)包括光纜外護套的材料熔化溫度、材料固化溫度、光纜直徑以及生產(chǎn)速度；所述二類數(shù)據(jù)包括擠壓模具擠壓頭表面積、環(huán)境溫度、空氣對流傳熱系數(shù)、熱輻射系數(shù)以及黑體輻射系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型的具體處理方式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述熱量損失的計算公式為：，其中，Qall為擠壓成型過程中的熱量損失總值，Qd為擠壓成型過程中擠壓頭周圍空氣對流散失的熱量，Qf為擠壓頭熱輻損失的熱量；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度智能控制模塊接收實際溫度分析模塊的數(shù)據(jù)，對溫度進行智能升溫的具體方式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度智能控制模塊接收實際溫度分析模塊的數(shù)據(jù)，對溫度進行智能降溫的具體方式為：
7.一種光纜擠壓成型的溫度智能控制方法，用于使用上述權(quán)利要求1-6所述的任一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：包括以下步驟：
...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：包括歷史數(shù)據(jù)存儲模塊、目標數(shù)據(jù)采集模塊、理論溫度分析模塊、實際溫度分析模塊以及溫度智能控制模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述一類數(shù)據(jù)獲取單元用于獲取一類數(shù)據(jù)后傳輸至理論溫度分析模塊，所述二類數(shù)據(jù)獲取單元用于獲取二類數(shù)據(jù)后傳輸至實際溫度分析模塊，所述一類數(shù)據(jù)包括光纜外護套的材料熔化溫度、材料固化溫度、光纜直徑以及生產(chǎn)速度；所述二類數(shù)據(jù)包括擠壓模具擠壓頭表面積、環(huán)境溫度、空氣對流傳熱系數(shù)、熱輻射系數(shù)以及黑體輻射系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纜擠壓成型的溫度智能控制系統(tǒng)，其特征在于：所述構(gòu)建全連接神經(jīng)網(wǎng)絡模型的具體處理方式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋超，閆鋒，張曉葵，崔運浩，劉永振，柏磊磊，孫學尚，
申請(專利權(quán))人：山東特發(fā)光源光通信有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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