【摘要】：煮糖結(jié)晶是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工藝過程,過飽和度是其中重要的一項(xiàng)工藝參數(shù),在煮糖的各個(gè)階段都有嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn),并直接影響煮糖結(jié)晶的質(zhì)量。然而,過飽和度的在線測量和離線分析都非常復(fù)雜,因而目前無法將過飽和度作為被控變量設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。事實(shí)上以錘度代替過飽和度的測量已經(jīng)基本能夠滿足煮糖的工藝需求了。在上游工藝良好的情況下,錘度總體應(yīng)呈線性上升趨勢,此時(shí)煮糖結(jié)晶的效果較好,過飽和度也在合適、令人滿意的范圍之內(nèi)。因此,本文將研究的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定為母液錘度和糖晶體幾何形態(tài)參數(shù)。本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)本文首先從煮糖的關(guān)鍵工藝參數(shù)錘度出發(fā),結(jié)合錘度曲線和煮糖工藝,創(chuàng)新性地將煮糖工段劃分為“煮煉期”、“穩(wěn)定期”和“稀釋期”�！爸鬅捚凇惫ざ伪容^復(fù)雜,本文基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法對“煮煉期”的錘度進(jìn)行分段回歸建模:首先基于密度聚類和原型聚類的改進(jìn)的混合聚類算法將煮煉期工段進(jìn)行細(xì)分;對于細(xì)分后的工段進(jìn)行分段軟測量回歸建模:訓(xùn)練階段采用KPCA-PCC算法選取每個(gè)工段對應(yīng)的軟測量輔助變量,并對每個(gè)工段的錘度值分別進(jìn)行偏最小二乘回歸建模,依據(jù)實(shí)際值和預(yù)測值的相對偏差設(shè)定調(diào)整閾值;在線預(yù)測階段,在每一個(gè)采樣點(diǎn)對錘度值進(jìn)行預(yù)測,并計(jì)算與真實(shí)值的相對偏差,超過調(diào)整閾值便啟用預(yù)先設(shè)定好的校正手段(加稀、加蜜等),對錘度進(jìn)行校正。一次煮糖結(jié)束后,在線預(yù)測的數(shù)據(jù)會(huì)增量式地返送給訓(xùn)練階段進(jìn)行增量訓(xùn)練。最終形成了一套完整的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的糖液錘度在線預(yù)測和校正系統(tǒng)。(2)即使錘度曲線在合理的范圍之內(nèi),由于偽晶和幼砂的產(chǎn)生,也不能完全保證結(jié)晶質(zhì)量的良好,此時(shí)需要引入一些晶體幾何成態(tài)參數(shù),并基于圖像處理的知識(shí)進(jìn)行測量和分析。首先基于模板匹配對采集圖像進(jìn)行去水印操作,然后基于圖割和閾值分割的方法對圖像進(jìn)行二值化,最后基于邊緣提取和輪廓檢測技術(shù)對晶體輪廓進(jìn)行矩形擬合并計(jì)算幾何成態(tài)參數(shù)。最終形成了一套完整的基于圖像處理的,集圖像采集與預(yù)處理模塊、圖像分割模塊和晶體擬合測量模塊于一體的糖晶體幾何成態(tài)參數(shù)在線測量和校正系統(tǒng)。(3)最后本文基于前面的成果,將兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整合,設(shè)計(jì)系統(tǒng)間交互方式,最終形成了一套完整的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和圖像處理的煮糖關(guān)鍵參數(shù)在線測量和校正系統(tǒng),并通過仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的可用性及可靠性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS244
【圖文】：

統(tǒng)的制糖工藝步驟；然后介紹煮糖過程中的關(guān)鍵工藝參數(shù)，錘度和過飽和度，以逡逑及二者之間的聯(lián)系；最后簡要介紹了糖晶體的一些重要的幾何形態(tài)參數(shù)。為后文逡逑的測量和校正系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定工藝?yán)碚摶A(chǔ)。逡逑２．２制糖工藝介紹逡逑制糖通常是指以甘蔗、甜菜為原料，經(jīng)過壓榨提汁、澄清、蒸發(fā)、煮糖等步逡逑驟，最終獲得成品糖的過程。以甘蔗為例，甘蔗制糖的主要步驟如下：首先通過逡逑壓榨從甘蔗中提汁，經(jīng)過澄清、蒸發(fā)、煮練、分蜜等過程得到蔗糖晶體，再將蔗逡逑糖晶體進(jìn)行干燥、篩分、包裝，最終得到成品糖，整個(gè)步驟如圖２．１所示。逡逑甘蔗的壓榨提汁是制糖工藝的第一道流程。首先對甘蔗進(jìn)行預(yù)處理：將甘蔗逡逑破碎，然后經(jīng)過運(yùn)送、起卸和稱重，由卸蔗臺(tái)均句地卸運(yùn)到輸蔗機(jī)上，用切蔗機(jī)逡逑等破碎設(shè)備將甘蔗切割成絲狀的料蔗，目的是為了破壞甘蔗的細(xì)胞膜，增大料蔗逡逑密度便于提汁；預(yù)處理完成后進(jìn)行甘蔗壓榨，即將預(yù)處理過的蔗料用壓榨機(jī)進(jìn)行逡逑

煮糖是整個(gè)制糖工藝流程中最為復(fù)雜同時(shí)也是最為關(guān)鍵的一步，直接關(guān)系到逡逑最終成品糖的質(zhì)量，同時(shí)也是本文所研究和關(guān)注的一步。煮糖的主要工藝流程如逡逑圖２．２所示。逡逑配底料＿＿＞測罐邐＞邋投粉邋＿＿＾固晶邋邐？養(yǎng)晶｜逡逑邐邋邐邋、，逡逑分蜜邋邐邐助晶邐卸糖邋＜邐濃縮逡逑圖２．２煮糖的主要工藝流程逡逑２．３煮糖過程中的關(guān)搖工藝參數(shù)介紹逡逑２．３．１錘度逡逑錘度（Ｂｒｉｘ，簡稱ＢＸ）是指糖混合溶液中可溶固形物所占的百分比。一般逡逑來說，同一糖溶液在同一溫度下，糖溶液的錘度值要大于糖溶液的濃度值。糖溶逡逑１０逡逑

檢測異常點(diǎn)。逡逑技術(shù)概述逡逑工藝對于控制、計(jì)量和運(yùn)行可靠性等要求的不斷提高，各種測量需逡逑常規(guī)的液位、流量、溫度和壓力等過程參數(shù)的測量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿逡逑生產(chǎn)工藝操作和控制的要求，因此，需要對現(xiàn)有的測量裝置或方法逡逑種思路是沿循傳統(tǒng)的測量技術(shù)的發(fā)展路徑，研發(fā)新的測量硬件裝置逡逑參數(shù)的在線測量。這種途徑難度和成本較大，且拓展性和適用性較逡逑路則是采用間接測量的方法，即“軟測量’’的方法，依靠易測得的過逡逑算來估計(jì)被檢測的過程參數(shù)。這種途徑成本相對較小，且靈活易拓逡逑時(shí)情度要求不是過高的過程參數(shù)的檢測具有良好的效果。逡逑模型，就是利用易于測得的過程變量（又稱輔助變量或二次變量，如逡逑液位等），建立其與難以直接測量的待測過程變量（又稱主導(dǎo)變量，逡逑輔助變量逡逑

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本文編號(hào)：2780323