[发明专利]一种基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统，其特征在于，包括：依次连接的若干个CPPS单元；每个所述CPPS单元均连接有质量控制系统，每个所述质量控制系统包括质量控制模块、状态获取模块、动作调整模块、奖励模块；所述状态获取模块、所述奖励模块、所述动作调整模块分别与所述质量控制模块连接，所述状态获取模块、所述动作调整模块分别与所述CPPS单元连接，所述奖励模块与所述状态获取模块连接；第i个所述CPPS单元的质量控制模块与第i-1个CPPS单元的质量控制模块连接，其中，i1；

所述状态获取模块用于获取各个所述CPPS单元中纱线的质量特征和所述CPPS单元对应工序的离线知识；

所述奖励模块用于在所述动作调整模块进行调节后，从所述状态获取模块中获取质量特征的反馈，得到奖励信息，将奖励信息输入至所述质量控制模块；

所述质量控制模块基于所述CPPS单元的质量特征的观测值、所述CPPS单元对应工序的离线知识、奖励信息、与所述CPPS单元相邻的前序CPPS单元的质量特征的状态值函数生成调控指令；

所述动作调整模块用于根据所述质量控制模块发送的调控指令，对所述CPPS单元中各质量控制点的值进行调节。

2.根据权利要求1所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统，其特征在于，若干个所述CPPS单元分别为开清棉单元、梳棉单元、精梳单元、并条单元、粗纱单元、细纱单元和络筒单元。

3.根据权利要求1所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统，其特征在于，所述奖励模块中，奖励信息的获取通过奖励函数得到；所述奖励函数由抑制对后续CPPS单元影响的奖励函数、补偿前序CPPS单元质量偏差的奖励函数求和得到。

4.根据权利要求1所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统，其特征在于，所述质量控制模块基于Actor-Critic网络生成调控指令。

5.根据权利要求4所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统，其特征在于，所述质量控制模块包括Actor模块、Critic模块、误差模块；所述Critic模块通过所述误差模块与所述Actor模块连接；

所述Critic模块与所述状态获取模块、所述奖励模块连接，第i个CPPS单元的Critic模块还与第i-1个CPPS单元的Critic模块连接，i1；

所述Actor模块与所述状态获取模块、所述动作调整模块连接。

6.根据权利要求5所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统，其特征在于，所述Actor模块和Critic模块均采用BP神经网络结构进行构建。

7.根据权利要求6所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制系统，其特征在于，所述Actor模块中BP神经网络采用多输入多输出结构，输出节点的个数与所述CPPS单元中质量控制点的个数相同；所述Critic模块中BP神经网络采用多输入单输出结构，输出为所述CPPS单元的状态值函数。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过所述状态获取模块获取所述CPPS单元中纱线的质量特征、离线知识；

S2、通过所述奖励模块，基于所述CPPS单元中纱线的质量特征，获得奖励信息；

S3、通过所述质量控制模块生成所述CPPS单元中各质量控制点的调控值；

S4、基于所述调控指令，通过所述动作调整模块对所述CPPS单元中各质量控制点的值进行调节。

9.根据权利要求8所述的基于环锭纺纱线质量的工序约束嵌套控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述质量控制模块基于所述CPPS单元的质量特征的观测值、所述CPPS单元对应工序的离线知识、奖励信息、与所述CPPS单元相邻的前序CPPS单元的状态值函数生成调控指令。