摘要
　　煙葉回潮工序加水量的多少對烘絲工序爐壁溫度和出口水分控制有直接影響。目前，操作工需要憑借經(jīng)驗(yàn)預(yù)測加水量，預(yù)測結(jié)果因人而異。本文利用生產(chǎn)過程中記錄的數(shù)據(jù)，研制基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煙葉回潮加水量預(yù)測模型，提高加水量預(yù)測的合格率。
　　【關(guān)鍵詞】煙葉回潮 加水量 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
　　1 前言
　　煙葉回潮的主要工藝任務(wù)是對片煙進(jìn)行連續(xù)均勻的增溫增濕，保證后續(xù)工序的生產(chǎn)要求。回潮加水量的多少將直接影響烘絲工序爐壁溫度的控制，為了保證爐壁溫度的穩(wěn)定性，操作工需要嚴(yán)格控制回潮加水量。目前，加水量預(yù)測主要依靠操作工的工作經(jīng)驗(yàn)，預(yù)測結(jié)果因人而異，合格率較低。
　　2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
　　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)過程：
　�。�1）信號正向傳遞過程;
　�。�2）誤差信號反向傳遞過程。
　　在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，輸入層和輸出層之間通常有若干個(gè)隱含層。
　　2.1 隱含層設(shè)計(jì)
　　在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，隱含層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)可通過以下公式計(jì)算得出：
　　其中h為隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)，m為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)目，n為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)目，a為之間的調(diào)節(jié)常數(shù)。
　　2.2 正向傳遞過程
　　設(shè)輸入節(jié)點(diǎn)i和隱藏節(jié)點(diǎn)i之間的權(quán)值為w_ij，節(jié)點(diǎn)j的閥值為b_j，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出值為x_j，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出值是根據(jù)上層所有節(jié)點(diǎn)的輸出值、當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與上一層所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)值和當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的閥值還有激活函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算方法如下：
　　其中f為激活函數(shù)，一般選取s型函數(shù)或者線性函數(shù)。
　　2.3 反向傳遞過程
　　誤差信號反向傳遞的過程是基于Widrow-Hoff學(xué)習(xí)規(guī)則的·設(shè)輸出層的結(jié)果d_j，誤差函數(shù)如下：
　　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過反復(fù)修正權(quán)值和閥值，使得誤差函數(shù)值達(dá)到最小。
　　3 煙葉回潮加水量預(yù)測模型的構(gòu)建
　　3.1 樣本選擇及處理
　　車間運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄在《重點(diǎn)牌別數(shù)據(jù)記錄表）），選取某品牌其從2015年3月到2017年3月的720條原始數(shù)據(jù)為樣本，剔除掉20條異常數(shù)據(jù)，得到有效數(shù)據(jù)700條作為樣本，其中600條作為模型訓(xùn)練樣本，100條作為測試數(shù)據(jù)。
　　3.2 模型構(gòu)建
　　回潮加水量的合格率通過烘絲工序爐壁溫度反應(yīng)出來，因此預(yù)測回潮加水量是否合適可轉(zhuǎn)換為預(yù)測爐壁溫度，而將回潮加水量作為輸入層，爐壁溫度作為輸出層。影響烘絲工序爐壁溫度的主要因素有：生產(chǎn)日期、回潮加水量、回潮出口含水率。
　�。�1）輸入600條訓(xùn)練樣本;
　�。�2）設(shè)定隱層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為6，網(wǎng)絡(luò)隱層激勵(lì)函數(shù)為tansig函數(shù)，輸出層激勵(lì)函數(shù)為logsig函數(shù)，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練函數(shù)為traingdx，網(wǎng)絡(luò)性能函數(shù)為mse;
　�。�3）網(wǎng)絡(luò)迭代次數(shù)為6000次，期望誤差為0.0000001，學(xué)習(xí)速率為0.01。
　　參數(shù)設(shè)置完成后，即可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，如圖1所示。
　　4 模型應(yīng)用
　　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成后，用另外100條樣本進(jìn)行驗(yàn)證，部分驗(yàn)證結(jié)果如圖2所示。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析該模型預(yù)測誤差為0.19，達(dá)到了我們的預(yù)期目標(biāo)。操作工在使用該預(yù)測模型時(shí)輸入通過經(jīng)驗(yàn)預(yù)測加水量查看對應(yīng)的爐壁溫度是否準(zhǔn)確。
　　5 結(jié)語
　　本文通過構(gòu)建基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煙葉回潮加水量預(yù)測模型，為操作工預(yù)測加水量提供了重要的理論依據(jù)，效果顯著，為企業(yè)提質(zhì)增效做出了一定的貢獻(xiàn)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]常明彬.基于環(huán)境溫濕度條件的松散回潮加水量預(yù)測模型研究[J].海峽科學(xué)，2016.

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