本發(fā)明涉及玻璃制品制造，具體涉及一種玻璃制品制造過(guò)程中的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、玻璃制品制造過(guò)程中的控制是指在玻璃生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，通過(guò)技術(shù)手段對(duì)溫度、壓力、時(shí)間、化學(xué)成分等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、工藝效率提升以及資源的優(yōu)化利用。這一控制過(guò)程貫穿從原料混合、熔化、成型、退火到后續(xù)加工的每個(gè)階段，旨在避免工藝偏差帶來(lái)的缺陷，如氣泡、條紋、厚度不均或強(qiáng)度不足。具體來(lái)說(shuō)，在玻璃熔化階段，控制系統(tǒng)會(huì)監(jiān)測(cè)熔爐的溫度分布和原料的均勻性，以確保熔融玻璃的純凈度和流動(dòng)性；在成型階段，通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)模具溫度和玻璃液流速，獲得符合規(guī)格的產(chǎn)品尺寸和形狀；退火過(guò)程中，則嚴(yán)格控制冷卻速率，避免應(yīng)力殘留導(dǎo)致的脆性問(wèn)題。這種全流程控制不僅提高了玻璃制品的質(zhì)量和可靠性，還有效降低了能耗和生產(chǎn)成本。

2、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足之處：

3、控制系統(tǒng)依賴于傳感器來(lái)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行決策。如果在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中發(fā)生反饋循環(huán)錯(cuò)誤，系統(tǒng)可能陷入錯(cuò)誤的調(diào)整循環(huán)。例如，溫度傳感器因某種原因（如電氣干擾、故障或信號(hào)延遲）傳遞錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，而新的調(diào)整反過(guò)來(lái)又影響溫度傳感器的采集數(shù)據(jù)，從而進(jìn)入一個(gè)惡性循環(huán)。同時(shí)，反饋循環(huán)錯(cuò)誤可能導(dǎo)致溫度傳感器持續(xù)發(fā)送錯(cuò)誤的溫度數(shù)據(jù)給控制系統(tǒng)，而系統(tǒng)則根據(jù)這些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整加熱功率。由于調(diào)整后新的溫度數(shù)據(jù)再次被傳遞給控制系統(tǒng)，形成一個(gè)惡性循環(huán)，可能導(dǎo)致溫度失控，過(guò)高或過(guò)低。若熔窯溫度過(guò)高，設(shè)備和爐體材料可能會(huì)因過(guò)熱而損壞，甚至導(dǎo)致?tīng)t壁熔化或設(shè)備燒毀，造成巨大的維修成本和停工時(shí)間。溫度過(guò)低可能導(dǎo)致玻璃熔化不完全，爐內(nèi)反應(yīng)速度變慢，玻璃中可能殘留雜質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法提取出最終的玻璃成品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種玻璃制品制造過(guò)程中的控制方法及系統(tǒng)，以解決背景技術(shù)中不足。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種玻璃制品制造過(guò)程中的控制方法，包括以下步驟：

3、s1：在溫度傳感器的電源線路上安裝電壓監(jiān)測(cè)儀，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)電源電壓的波動(dòng)數(shù)據(jù)，以及在溫度傳感器和控制系統(tǒng)之間的通信線路中安裝噪聲監(jiān)測(cè)器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)傳輸中的噪聲數(shù)據(jù)，并通過(guò)功率計(jì)對(duì)加熱器的加熱功率輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

4、s2：獲取若干個(gè)時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器的電源電壓的波動(dòng)數(shù)據(jù)以及信號(hào)傳輸中的噪聲數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析后確定各時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值，并對(duì)各時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值進(jìn)行加權(quán)平均求和計(jì)算后得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)；

5、s3：通過(guò)氧氣傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)氣體的氧氣濃度，并根據(jù)固定時(shí)間段內(nèi)爐內(nèi)氣體的氧氣濃度波動(dòng)情況，判斷爐內(nèi)氣氛的氧含量異常變化程度；

6、s4：根據(jù)計(jì)算得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)以及爐內(nèi)氣體的氧氣濃度波動(dòng)情況，對(duì)其使用模糊邏輯后動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率，優(yōu)化熔化過(guò)程。

7、優(yōu)選的，s2中，對(duì)溫度傳感器電源電壓的波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后生成電壓波動(dòng)頻率異常指數(shù)，則電壓波動(dòng)頻率異常指數(shù)的獲取方法為：

8、收集q時(shí)間段內(nèi)的電壓波動(dòng)數(shù)據(jù)；其中，v(s)是電壓信號(hào)在時(shí)間s處的值，n是采樣點(diǎn)的數(shù)量，通過(guò)快速傅里葉變換fft將時(shí)間域的信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，fft將電壓信號(hào)v(s)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)v(f)，其計(jì)算公式為：；是頻率對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)傅里葉系數(shù)，j是虛數(shù)單位，；是對(duì)應(yīng)的頻率，t是信號(hào)采樣周期，k是頻率索引；為了分析電壓波動(dòng)信號(hào)的頻率成分，計(jì)算其幅度譜，即不同頻率下的能量分布，表達(dá)式為：；式中，re()和im)分別是的實(shí)部和虛部；計(jì)算整個(gè)頻譜的總能量作為參考值，表達(dá)式為：；識(shí)別出幅度值大于正常波動(dòng)的幅度，若；將其標(biāo)記為異常頻率，對(duì)于異常頻率計(jì)算其能量貢獻(xiàn)，表達(dá)式為：；計(jì)算電壓波動(dòng)頻率異常指數(shù)，表達(dá)式為：；式中，ak為電壓波動(dòng)頻率異常指數(shù)。

9、優(yōu)選的，s2中，將溫度傳感器收集到的信號(hào)離散化為離散的數(shù)值序列，設(shè)定信號(hào)；為一個(gè)長(zhǎng)度為z的信號(hào)序列，將其分為離散區(qū)間，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分段，得到信號(hào)的離散值，定義區(qū)間來(lái)表示不同的離散值，計(jì)算信號(hào)x中每個(gè)離散值的出現(xiàn)概率，形成信號(hào)的概率分布p(x)，統(tǒng)計(jì)信號(hào)中每個(gè)離散值出現(xiàn)的頻率，計(jì)算每個(gè)離散值的概率，表達(dá)式為：；根據(jù)信號(hào)的概率分布計(jì)算信息熵，計(jì)算表達(dá)式為：；其中，是信號(hào)x的熵，通過(guò)比較原始信號(hào)的熵和去噪后的信號(hào)的熵，計(jì)算信號(hào)噪聲干擾指數(shù)，計(jì)算整個(gè)溫度傳感器信號(hào)序列的熵h(x)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行噪聲抑制得到去噪后的信號(hào)序列，然后計(jì)算其熵，接著計(jì)算信號(hào)噪聲干擾指數(shù)，表達(dá)式為：；式中，為信號(hào)噪聲干擾指數(shù)。

10、優(yōu)選的，s2中，將電壓波動(dòng)頻率異常指數(shù)和信號(hào)噪聲干擾指數(shù)轉(zhuǎn)換為綜合特征向量，將綜合特征向量作為機(jī)器學(xué)習(xí)模型的輸入，機(jī)器學(xué)習(xí)模型以每組綜合特征向量預(yù)測(cè)各時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值標(biāo)簽為預(yù)測(cè)目標(biāo)，以最小化對(duì)所有時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值標(biāo)簽的預(yù)測(cè)誤差之和作為訓(xùn)練目標(biāo)，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，直至預(yù)測(cè)誤差之和達(dá)到收斂時(shí)停止模型訓(xùn)練，根據(jù)模型輸出結(jié)果確定各時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值，其中，機(jī)器學(xué)習(xí)模型為多項(xiàng)式回歸模型，并對(duì)各時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值進(jìn)行加權(quán)平均求和計(jì)算后得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)。

11、優(yōu)選的，s3中，對(duì)固定時(shí)間段內(nèi)爐內(nèi)氣體的氧氣濃度波動(dòng)情況進(jìn)行分析后生成氧氣濃度波動(dòng)偏差指數(shù)，判斷爐內(nèi)氣氛的氧含量異常變化程度，則氧氣濃度波動(dòng)偏差指數(shù)的獲取方法為：

12、收集固定時(shí)間段內(nèi)的氧氣濃度數(shù)據(jù)，設(shè)定氧氣濃度數(shù)據(jù)為，其中t表示時(shí)間戳，為在時(shí)間t時(shí)刻的氧氣濃度數(shù)據(jù)；選擇自回歸移動(dòng)平均arma模型的階數(shù)，arma模型包含自回歸ar項(xiàng)和移動(dòng)平均ma項(xiàng)，模型表示為：；其中，為ar項(xiàng)的系數(shù)，為ma項(xiàng)的系數(shù)，為噪聲項(xiàng)，為在時(shí)間時(shí)刻的白噪聲殘差，使用自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)來(lái)確定p和q階數(shù)；根據(jù)選擇的階數(shù)p和q，估計(jì)模型的參數(shù)和，或q；使用擬合的arma模型來(lái)預(yù)測(cè)氧氣濃度的未來(lái)值，計(jì)算實(shí)際觀察值與模型預(yù)測(cè)值之間的差異，即：；其中，為殘差，為通過(guò)arma模型預(yù)測(cè)的氧氣濃度值，計(jì)算氧氣濃度波動(dòng)偏差指數(shù)，表達(dá)式為：；式中，y為數(shù)據(jù)點(diǎn)的總數(shù)，km為氧氣濃度波動(dòng)偏差指數(shù)。

13、優(yōu)選的，s4中，根據(jù)計(jì)算得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)以及爐內(nèi)氣體的氧氣濃度波動(dòng)情況，對(duì)其使用模糊邏輯后動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率，優(yōu)化熔化過(guò)程，具體為：

14、將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)ry和氧氣濃度波動(dòng)偏差指數(shù)km作為模糊邏輯的輸入項(xiàng)，將熔窯的加熱功率作為輸出項(xiàng)；

15、分別對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)和氧氣濃度波動(dòng)偏差指數(shù)以及熔窯的加熱功率進(jìn)行模糊化處理；

16、構(gòu)建基于ry和km的模糊規(guī)則，模糊規(guī)則將輸入變量與輸出變量的關(guān)系通過(guò)模糊邏輯連接；

17、將實(shí)際測(cè)得的ry和km值轉(zhuǎn)化為模糊集；

18、基于定義的模糊規(guī)則，通過(guò)推理過(guò)程得出加熱功率的模糊值；

19、在推理過(guò)程中得出模糊的加熱功率值，同時(shí)進(jìn)行解模糊化，解模糊化后得到一個(gè)具體的加熱功率值；

20、將解模糊化后的加熱功率值反饋到自動(dòng)化控制系統(tǒng)，系統(tǒng)將根據(jù)加熱功率值調(diào)節(jié)熔窯中的加熱功率，從而優(yōu)化玻璃熔化過(guò)程。

21、本發(fā)明還提供了一種玻璃制品制造過(guò)程中的控制系統(tǒng)，包括傳感器監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊，氧氣濃度監(jiān)測(cè)模塊以及模糊邏輯控制模塊；

22、傳感器監(jiān)測(cè)模塊：在溫度傳感器的電源線路上安裝電壓監(jiān)測(cè)儀，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)電源電壓的波動(dòng)數(shù)據(jù)，以及在溫度傳感器和控制系統(tǒng)之間的通信線路中安裝噪聲監(jiān)測(cè)器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)傳輸中的噪聲數(shù)據(jù)，并通過(guò)功率計(jì)對(duì)加熱器的加熱功率輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

23、數(shù)據(jù)分析模塊：獲取若干個(gè)時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器的電源電壓的波動(dòng)數(shù)據(jù)以及信號(hào)傳輸中的噪聲數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析后確定各時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值，并對(duì)各時(shí)間段內(nèi)溫度傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的權(quán)重賦值進(jìn)行加權(quán)平均求和計(jì)算后得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)；

24、氧氣濃度監(jiān)測(cè)模塊：通過(guò)氧氣傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)氣體的氧氣濃度，并根據(jù)固定時(shí)間段內(nèi)爐內(nèi)氣體的氧氣濃度波動(dòng)情況，判斷爐內(nèi)氣氛的氧含量異常變化程度；

25、模糊邏輯控制模塊：根據(jù)計(jì)算得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)以及爐內(nèi)氣體的氧氣濃度波動(dòng)情況，對(duì)其使用模糊邏輯后動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率，優(yōu)化熔化過(guò)程。

26、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

27、1、本發(fā)明通過(guò)在溫度傳感器電源線路上安裝電壓監(jiān)測(cè)儀、噪聲監(jiān)測(cè)器和功率計(jì)，實(shí)時(shí)檢測(cè)電源波動(dòng)、信號(hào)噪聲和加熱器功率，為溫度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供強(qiáng)有力的保障。通過(guò)分析電壓波動(dòng)和信號(hào)噪聲，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)模型生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性指數(shù)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合爐內(nèi)氣體氧氣濃度波動(dòng)情況進(jìn)行模糊邏輯分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱功率，有效避免了溫度失控或不完全熔化的風(fēng)險(xiǎn)。

28、2、本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地評(píng)估溫度傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和爐內(nèi)氣氛的變化，并依據(jù)這些指標(biāo)對(duì)熔化過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)控制。特別是在解決惡性反饋循環(huán)問(wèn)題的同時(shí)，能夠優(yōu)化玻璃熔化過(guò)程，提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)，并有效降低因溫度波動(dòng)導(dǎo)致的生產(chǎn)停工和維修成本，為玻璃熔制行業(yè)提供了一種高效、安全、智能化的生產(chǎn)控制方法，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和安全保障作用。