[发明专利]一种动态配料自抗扰控制方法

摘要

本发明涉及一种动态配料自抗扰控制方法，属于建材动态配料技术领域。该方法包括以下步骤步骤一建立动态配料系统电机频率与物料流量模型；步骤二建立动态配料过程中皮带秤物料冲击模型；步骤三建立动态配料系统称重模型；步骤四结合步骤一中的动态配料系统电机频率与物料流量模型、步骤二中的皮带秤物料冲击模型、步骤三中的动态配料系统称重模型，利用现代先进自抗扰控制技术建立动态配料系统自抗扰控制模型，从而实现动态配料自抗扰控制。本方法结合机理分析及现代先进控制技术，对动态配料过程配比精度进行控制，从而实现建材动态配料系统的精确配料，在动态配料系统应用中具有强鲁棒性及强抗干扰性，具有广泛的应用前景。

主权项

一种动态配料自抗扰控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：建立动态配料系统电机频率与物料流量模型；步骤二：建立动态配料过程中皮带秤物料冲击模型；步骤三：建立动态配料系统称重模型；步骤四：结合步骤一中的动态配料系统电机频率与物料流量模型、步骤二中的皮带秤物料冲击模型、步骤三中的动态配料系统称重模型，利用现代先进自抗扰控制技术建立动态配料系统自抗扰控制模型，从而实现动态配料自抗扰控制；在步骤一中，针对动态配料系统给料部分工艺，分析给料过程机理，确定影响给料过程的主要因素，并通过机理分析方法实现模型的建立；建立动态配料系统电机频率与物料流量模型为：QG=2πRDRGRJfρwh]]>其中，QG为配料系统给料机给料流量，RD为电机的转动半径，RJ为减速机的转动半径，RG为给料皮带转动半径，ρ为物料密度，w为皮带秤宽度，H为物料落下的高度，f为电机的转动频率；在步骤二中，对动态配料系统中物料从给料机落入皮带秤的过程进行研究，分析物料在落入皮带秤时对皮带秤称重精度的影响，并建立冲击模型；建立基于冲量定理的动态配料过程中皮带秤物料冲击模型为：F(t)=G+m(t)2Hg]]>其中，F(t)为考虑物料冲击力时传感器在时刻t所受的拉力值，m(t)为落下的物料质量，G为皮带秤上物料量；在步骤三中，结合动态配料称重工艺，建立动态配料称重过程的机理模型；所述的态配料系统称重模型，采用定量称量的方式，结合动态配料皮带秤称量工艺流程及传感器称重原理而建立，称重模型包括瞬时流量模型与累积流量模型：动态配料系统皮带秤物料瞬时流量模型为：Q=k*v*[(Mmax-Mmin)10-0*V-M0]/L]]>动态配料系统皮带秤物料累积流量模型为：M=∫0TQ(t)dt=∫0T{k*v*[(Mmax-Mmin)10-0*V(t)-M0]/L}dt]]>其中，k为称量系数，v为皮带的额定转速，m/s，Mmax为称重传感器的最大额定称量值，Mmin为称重传感器的最小额定称量值，M0是电子皮带秤自身的皮带重量，kg，L是皮带秤的有效称量段的长度，V是皮带秤传感器输出电压值，Q为瞬时流量，M为累积流量；在步骤四中，动态配料系统自抗扰控制模型的传递函数的实现通过如下变换获取：配料系统的输入f与输出之间的关系变化为：QG=2πRDRGRJwhρf=K*ρf]]>其中，为与动态配料系统结构有关的常量，对上式做如下变换：QG(t)=K*ρf(t)f·(t)=u(t)]]>将上式变换为状态方程为：ρmin≤ρ≤ρmax，ρmin和ρmax是已知的原料密度的最小值和最大值；则系统传递函数为：G(s)=QG(s)u(s)=K*ρs]]>通过获取的传递函数设计动态配料自抗扰控制模型的跟踪微分器，扩张状态观测器，及非线性状态误差反馈控制律，实现自抗扰控制模型的各个部分。