党盈伟，刘广璞，郭彦青，杨韩峰，林炳乾

(中北大学机械工程学院，山西 太原030051)

作者简介：党盈伟(1989—)，男，硕士研究生，主要研究方向为工业自动化与故障检测，1302044840@qq.com.

摘要：异步电机的电流是管排锯生产中重要的工艺参数。当锯切钢管时，异步电机受到电磁与机械的相互作用，易发生故障并造成锯切停止。为了保证管排锯稳定生产，在异步电机运行时对电流变化趋势进行预测显得极为重要。以上位机(WinCC)监测的两台主锯异步电机电流数据为基础，利用天牛须搜索(BAS)算法优化BP神经网络中的初始权值与阈值。建立了BAS-BP神经网络模型，并将其应用到异步电机电流预测中。与传统BP神经网络相比，BAS-BP神经网络克服了训练时间长、收敛速度慢的缺点，大大提高了预测准确度。

关键词：管排锯；异步电机；天牛须搜索算法；BP神经网络

中图分类号：TH17   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)04-0101-04

管排锯要求锯切出的钢管切面质量好且切口光滑整齐［1］,由异步电机控制的锯片在锯切时对钢管有很大的作用力。当锯片进行锯切时，锯片与钢管在高速、强压的条件下会产生很大的锯切力，造成锯片局部发生断裂和磨损，导致在线监测的电机电流值发生很大波动，从而影响管排锯的正常锯切。因此，对锯切中的异步电机电流进行初步预测是有必要的。近年来，国内外对电流预测的算法很多，其中广泛使用的算法有灰狼算法(GWO)、遗传算法（GA）、模拟退火算法（SA）等［2-4］。这些算法已经被应用于现代工业生产的很多领域。

天牛须搜索(beetle antennae search,BAS)算法是一种新型生物启发式智能算法，该算法与粒子群算法、遗传算法等智能算法相似。BAS算法也叫作甲壳虫算法，其思想源于天牛觅食行为，天牛有两根触角，当天牛周围有食物时，它的两根触角会根据气味强度的高低进行搜寻。BAS算法的优点是只需要搜索单一个体，不需要知道目标函数的具体形式，便可实现高效寻优，搜索速度快，运算量小，且算法计算过程简单，迭代次数较少，不会受到太多的初始条件限制。许多学者将该算法应用到各个领域。王甜甜等［5］首先将风暴灾害数据进行预处理，然后利用建立的BAS-BP模型对灾害数据进行分析，该模型能够较好地对风暴灾害所造成的经济损失进行预测和评估。刘涛等［6］将改进的天牛须算法-优化极限学习机（BSAS-ELM）与极限学习机（ELM）及支持向量机（SVM）进行对比，利用改进的BSAS-ELM预测模型对热泵能耗分别进行单步和多步预测，结果显示，该预测模型的预测精度有了显著的提高。卢光辉等［7］对BAS算法进行改进，提高了算法的稳定性，并将该算法用于求解分布式电源选址定容问题。以上研究成果为异步电机电流的预测提供了丰富的理论基础，本文利用BAS-BP神经网络模型，实现对异步电机电流的初步预测。