申请/专利权人：红云红河烟草(集团)有限责任公司

申请日：2023-09-20

公开（公告）日：2023-12-01

公开（公告）号：CN117137176A

主分类号：A24B9/00

分类号：A24B9/00;A24B3/04

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.12.19#实质审查的生效;2023.12.01#公开

摘要：本发明的烘丝机出口水分自律控制方法包括：训练出口水分预测模型；训练烘丝机控制模型；将出口水分预测模型和烘丝机控制模型串联，对烘丝机进行实时控制；本发明通过建立并训练基于历史数据的烘丝机出口水分模型，得到训练样本标签目标值，指导当下的烘丝机出口水分生产控制，基于建立在训练样本标签中所包含的良好的烘丝机出口水分工艺参数与烘丝机干燥区筒壁温度、热风温度、蒸汽质量、烟丝流量和罩压力调节量等参数之间的关系，实现了在工艺生产中，根据时序在先的出口水分状态来实时控制烘丝机的筒壁温度和罩压力调节量，最终实现超前调控烘丝机出口水分控制参数，提高工艺产品质量。

主权项：1.一种烘丝机出口水分自律控制方法，烘丝机包括：滚筒4、薄板1、转轮5和抽吸装置6，滚筒4装在四个转轮5上，带动滚筒4旋转，滚筒4内通入热风，在滚筒4的轴向上装有若干块倾斜的薄板1，在薄板1内通入蒸汽，烟丝从在滚筒4的一端进入烘丝机，从滚筒4的另一端送出烘丝机，在滚筒4的另一端装有抽吸装置6，滚筒4沿着其轴向分成第一干燥区2和第二干燥区3，采集到的历史数据包括：进入烘丝机的烟丝流量L、烟丝入口水分H进入、第一干燥区的筒壁温度T壁1、第二干燥区的筒壁温度T壁2、热风温度T热风、薄板1内通入蒸汽的温度T蒸汽、薄板1内通入蒸汽的干度H蒸汽、烘丝机出口水分标准H标准、抽吸装置6的罩压力调节量ΔP和烟丝出口水分H出口，其特征在于：烘丝机出口水分自律控制方法包括以下步骤：一、训练出口水分预测模型出口水分预测模型由极端梯度提升xgb模型、轻量级梯度提升lgb模型和类别特征梯度提升cat模型组成，上述三个模型的权重系数分别为K1、K2和K3,K1+K2+K3＝1，将采集到的历史数据：烟丝流量L、烟丝入口水分H进入、第一干燥区的筒壁温度T壁1、第二干燥区的筒壁温度T壁2、热风温度T热风、薄板1内通入蒸汽的温度T蒸汽、薄板1内通入蒸汽的干度H蒸汽、抽吸装置6的罩压力调节量ΔP作为上述三个模型的输入数据，烟丝出口水分H出口作为上述三个模型的输出数据，对上述三个模型同时进行训练，三个模型的输出分别与各自的权重相乘后，用公式1计算出：出口水分预测模型的预测值；Pred_value＝xgb_pred*K1+lab_pred*K2+cat_pred*K3----公式1其中：Pred_value为出口水分预测模型的预测值；xgb_pred为xgb模型的预测值；lgb_pred为lgb模型的预测值；cat_pred为cat模型的预测值；通过对n组上述输入数据和输出数据进行的训练，得到n个出口水分的预测值，平均出口水分误差n为输入到出口水分预测模型的数据组数，当平均出口水分误差小于设定出口水分阈值时，出口水分预测模型训练完成；否则重复上述步骤，继续进行训练，直到平均出口水分误差小于设定出口水分阈值为止；二、训练烘丝机控制模型烘丝机控制模型为类别特征梯度提升cat模型，将采集到的历史数据：烟丝流量L、烟丝入口水分H进入、第一干燥区的筒壁温度T壁1、第二干燥区的筒壁温度T壁2、热风温度T热风、薄板1内通入蒸汽的温度T蒸汽、薄板1内通入蒸汽的干度H蒸汽、抽吸装置6的罩压力调节量ΔP作为出口水分预测模型输入数据，得到烟丝出口水分H出口的预测值；将上述历史数据的烟丝流量L、烟丝入口水分H进入和烘丝机出口水分标准H标准，和上述得到的烟丝出口水分H出口的预测值作为烘丝机控制模型的输入数据，第一干燥区的筒壁温度T壁1、第二干燥区的筒壁温度T壁2和罩压力调节量ΔP作为烘丝机控制模型的输出数据，对烘丝机控制模型进行训练，通过对m个上述输入数据和输出数据进行的训练，得到m个第一干燥区的筒壁温度T壁1、第二干燥区的筒壁温度T壁2和罩压力调节量ΔP的预测值，平均第一干燥区的筒壁温度T壁误差平均第二干燥区的筒壁温度T壁平均罩压力调节量ΔP误差m为输入到烘丝机控制模型的数据组数，当平均第一干燥区的筒壁温度T壁误差小于设定第一干燥区的筒壁温度T壁阈值、平均第二干燥区的筒壁温度T壁误差小于设定第二干燥区的筒壁温度T壁阈值和平均罩压力调节量ΔP误差小于设定罩压力调节量ΔP阈值时，烘丝机控制模型训练完成；否则重复上述步骤，继续进行训练，直到上述误差分别小于上述设定阈值为止；三、将出口水分预测模型和烘丝机控制模型串联，对烘丝机进行实时控制将训练好的出口水分预测模型和烘丝机控制模型串联在一起，将烘丝机实时检测到的烟丝流量L、烟丝入口水分H进入、第一干燥区的筒壁温度T壁1、第二干燥区的筒壁温度T壁2、热风温度T热风、薄板1内通入蒸汽的温度T蒸汽、薄板1内通入蒸汽的干度H蒸汽、抽吸装置6的罩压力调节量ΔP作为出口水分预测模型输入数据，得到烟丝出口水分H出口的预测值；将上述实时的烟丝流量L、烟丝入口水分H进入和烘丝机出口水分标准H标准，烟丝出口水分H出口的预测值作为烘丝机控制模型的输入数据，得到第一干燥区的筒壁温度T壁1、第二干燥区的筒壁温度T壁2和罩压力调节量ΔP的预测值，以上述三个预测值对烘丝机进行实时控制。

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