[发明专利]一种基于混匀度预测的混合机控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于混匀度预测的混合机控制系统，所述混合机控制系统包括混合机和混合料供应设备，所述混合料供应设备连接所述混合机的进料口，用于向混合机提供混合料；其特征在于，所述混合机控制系统还包括与混合机连接的转速控制器和进出料控制器、与混合料供应设备连接的供料控制器，以及分别与转速控制器、进出料控制器和供料控制器连接的中央处理器；其中，所述中央处理器被配置执行以下步骤：

接收所述进出料控制器发送的混合料的填充率，以及接收所述供料控制器发送的混合料的组份以及各组份的配比、堆密度，含水率和粘结剂占比，以及接收转速控制器发送的混合筒转速、主桨转速和副桨转速；

根据混合料的组份以及各组份的配比、堆密度，含水率、粘结剂占比和填充率，以及混合筒转速、主桨转速和副桨转速，对混匀度进行预测，得到多个预测步长的混匀度预测值；

根据多个预测步长的混匀度预测值和预设的每个步长的混匀度目标值，计算得到每个预测步长的混匀度偏差值；

将多个预测步长的混匀度偏差值输入滚动优化模型，得到待调整的混合筒转速、主桨转速和副桨转速，驱动所述转速控制器将混合筒转速、主桨转速和副桨转速调整为待调整的混合筒转速、主桨转速和副桨转速；

其中，所述多个预测步长是按照预先设定的时间间隔为一个预测步长；所述滚动优化模型用于在所述混合料的组份以及各组份的配比、堆密度，含水率、粘结剂占比和填充率数值均不变的条件下，计算出混合料的混匀度偏差值的方差最小时，对应的混合筒转速、主桨转速和副桨转速。

2.根据权利要求1所述的混合机控制系统，其特征在于，所述每个预测步长的混匀度偏差值通过以下方式得到：

E(k)＝(e(k|k),e(k|k+1),…,e(k|k+j))

e(k|k)＝(r(k)-y(k|k))

R(k)＝(r(k),r(k+1),…,r(k+j))

Y(k)＝(y(k|k),y(k|k+1),…,y(k|k+j))

其中，E(k)是指K时刻混匀度的偏差值序列；e(k|k+j)是指K时刻预测的k+j步长的混匀度偏差值；R(k)预设的混匀度目标值序列；r(k+j)是指k+j时刻的混匀度目标值；Y(k)K时刻的混匀度预测值序列；y(k|k+j)是指K时刻第k+j步长的混匀度预测值，j＝1,2,……,n，n是大于或等于1的整数。

3.根据权利要求2所述的混合机控制系统，其特征在于，所述多个预测步长的混合料的混匀度偏差值的方差通过以下方式得到：

其中，σ是多个预测步长的混合料的混匀度偏差值的方差。

4.根据权利要求1所述的混合机控制系统，其特征在于，根据混合料的组份以及各组份的配比、堆密度，含水率、粘结剂占比和填充率，以及混合筒转速、主桨转速和副桨转速，对混匀度进行预测，得到多个预测步长的混匀度预测值，具体执行以下步骤：

将同一时刻的堆密度、混合筒转速、主桨转速和副桨转速，按照一定收缩比例量化到同一区间；

根据量化后的堆密度、混合筒转速、主桨转速和副桨转速，以及混合料的组份以及各组份的配比、含水率、粘结剂占比和填充率，生成预测样本；

将预测样本输入到预先建立的动态预测模型中，获得混匀度预测值，所述动态预测模型中包含预测样本与混匀度预测值的映射关系。

5.根据权利要求4所述的混合机控制系统，其特征在于，所述混合机控制系统还包括混合料的混匀度检测机构，所述混匀度检测机构包括取样装置和离线检测装置；所述取样装置用于按照预先设定的时间间隔，从混合机不同深度获取混合料检测样本，并将所述混合料检测样本输入所述离线检测装置，所述离线检测装置用于测量检测样本的混匀度，获得混合料的混匀度测量值；

在将预测样本输入到预先建立的动态预测模型中，获得混匀度预测值的步骤之前，还包括：

混匀度获取预测样本采集时间点之前，且与所述预测样本最近的学习样本，其中，所述学习样本包括学习样本输入，以及所述学习样本对应的混匀度测量值；

利用所述学习样本在线更新所述动态预测模型，获取更新后的动态预测模型。