[发明专利]一种多目标粒子群算法的带式输送机控制装置及方法

权利要求书

1.一种多目标粒子群算法的带式输送机控制装置，包括物料流激光采集装置和光电编码器，其特征在于，还包括信号采集处理模块和输送机协调控制装置，

信号采集处理模块，用于采集当前采样周期的通过物料流激光采集装置获得的物料瞬时截面积，以及采集当前采样周期通过光电编码器获得的输送带瞬时带速，根据物料瞬时截面积和输送带瞬时带速计算当前采样周期内的平均物料截面积S_n和当前采样周期内的平均带速v_n，并根据当前采样周期内的平均物料截面积S_n和当前采样周期内的平均带速v_n计算当前采样周期内的物料体积流量q_n，并将当前采样周期的平均物料截面积S_n、平均带速v_n、物料体积流量q_n通过无线传输模块传输到输送机协调控制装置，其中，n为采样周期的序号；

输送机协调控制装置，用于建立下一采样周期的最优带速V_n+1和最佳运量Q_n+1的目标规划模型以及目标规划模型的约束条件，根据目标规划模型和目标规划模型的约束条件计算获得最优带速V_n+1和最佳运量Q_n+1，

还包括输送机执行模块，输送机执行模块包括物料限流装置和变频器执行模块，

物料限流装置包括调节闸、以及设置在调节闸顶部的导料槽，调节闸设置在输送带上方，调节闸驱动装置根据从输送机协调控制装置获得的下一采样周期的最佳运量Q_n+1控制调节闸高度，

变频器执行模块根据从输送机协调控制装置获得的下一采样周期的最优带速V_n+1控制输送带驱动电机，

上述带式输送机控制装置的控制方法包括以下步骤：

步骤1、获得第n个采样周期内的每一帧物料瞬时截面积，获得第n个采样周期内的每一帧输送带瞬时带速；

步骤2、布置用于调节输送带带速和输送带运量的输送机执行模块；

步骤3、计算当前采样周期内的平均物料截面积S_n；计算当前采样周期内的平均带速v_n；

步骤4、计算当前采样周期内的物料体积流量q_n；

步骤5、计算当前采样周期内的单位长度物料质量q_m；

步骤6、建立下一采样周期的最优带速V_n+1和最佳运量Q_n+1的目标规划模型和目标规划模型的约束条件，根据目标规划模型和目标规划模型的约束条件计算获得下一采样周期的最优带速V_n+1和最佳运量Q_n+1；

步骤7、输送机执行模块调节输送带的下一采样周期的带速为最优带速V_n+1，输送机执行模块根据最优带速V_n+1和最优运量Q_n+1对输送带与输送带上方的调节闸之间的距离进行调节，

所述的最优带速V_n+1和最佳运量Q_n+1的目标规划模型包括f₁(X)和f₂(X)：

约束条件为：

其中：

f₁(X)—单位时间运输单位质量所消耗的最小功率目标规划函数；

f₂(X)—输送机最小碳排放总量目标规划函数；

ρ为输送物料的堆积密度；

P_tm—单位时间运输单位质量所消耗的功率；

Q_c—输送机碳排放总量；

P_n—输送机采样周期传动滚筒轴功率；

C—输送带和轴承的阻力系数；

f—托辊阻力系数；

L—输送机的水平投影长度；

H—输送物料采样周期内的提升高度；

G_m—输送带、托辊和改向滚筒的重量；

q_m—当前采样周期内的单位长度物料质量；

S_n—当前采样周期内的平均物料截面积；

Q_sum—要求输送的物料总量；

k—倾斜输送机面积折减系数；

v_min—带式输送机正常运行所允许的最小速度；

v_max—带式输送机正常运行所允许的最大速度；

S_min—带式输送机正常运行时物料的最小截面积；

S_max—带式输送机正常运行时物料的最大截面积；

Q_max—带式输送机正常运行所允许的最大运量，

所述的步骤7中输送带与输送带上方的调节闸之间的距离h1为：

α—调节闸的宽度，m；

A—调节系数，为0.15～0.5。