自抗擾控制在動態(tài)配料系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基于數(shù)字控制的動態(tài)配料系統(tǒng)在建材、藥物、食品、飼料等加工工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，且動態(tài)配料在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中占有舉足輕重的地位。動態(tài)配料的目標(biāo)是使生產(chǎn)產(chǎn)品的多種原料能夠按照一定的比例混合，而混合比例的精確度直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。但由于動態(tài)配料系統(tǒng)是一個具有強(qiáng)耦合、大滯后和內(nèi)外干擾無法確定的系統(tǒng)，使得原料的配比的精確控制難以實(shí)現(xiàn)，因此對動態(tài)配料系統(tǒng)控制方法的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對上述問題，本文提出采用自抗擾控制技術(shù)，研究

2、基于自抗擾控制器的動態(tài)配料控制系統(tǒng)。
　　首先，從動態(tài)配料系統(tǒng)工藝流程出發(fā)，在深入分析系統(tǒng)各部分功能及運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上，提出影響動態(tài)配料系統(tǒng)配比精度的關(guān)鍵流程及主要因素。并對系統(tǒng)的功能、指標(biāo)與需求進(jìn)行深入分析，研究動態(tài)配料控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)。
　　其次，針對動態(tài)配料過程生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜、影響因素難以確定及原料的密度和堆積狀態(tài)的不可預(yù)測性對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響較大的問題，提出采用機(jī)理分析的方法，結(jié)合動態(tài)配料生產(chǎn)線的實(shí)際工藝建立動態(tài)配料系

3、統(tǒng)關(guān)鍵流程的簡化模型：建立給料機(jī)的給料模型，明確給料驅(qū)動電機(jī)頻率與給料流量之間的關(guān)系；建立物料沖擊影響力模型，明確物料下落沖擊力對皮帶秤稱重傳感器的影響關(guān)系；建立皮帶秤稱重模型，確定動態(tài)稱量中瞬時流量及累積流量的具體實(shí)現(xiàn)算法。從而為后續(xù)動態(tài)配料控制算法的實(shí)現(xiàn)提供模型與理論基礎(chǔ)。
　　然后，論文在所研究的簡化模型的基礎(chǔ)上，針對動態(tài)配料系統(tǒng)的不確定性和內(nèi)外干擾等問題，對傳統(tǒng)PID控制的方式優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，提出運(yùn)用基于誤差消除誤差的自抗

4、擾控制技術(shù)。在原理分析的基礎(chǔ)上將動態(tài)配料系統(tǒng)的不確定因素及內(nèi)外干擾作為整體進(jìn)行處理，分別對動態(tài)配料控制系統(tǒng)自抗擾控制器的一階跟蹤微分器、二階擴(kuò)張狀態(tài)觀測器及非線性反饋控制律進(jìn)行研究，利用數(shù)字仿真技術(shù)將其與傳統(tǒng)PID控制器進(jìn)行對比分析，證明自抗擾控制器在動態(tài)配料系統(tǒng)配比精確控制過程中所具有的優(yōu)越性。
　　最后，在所建立的數(shù)學(xué)模型及控制算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)工藝的基本流程及功能、需求及技術(shù)指標(biāo)，完成動態(tài)配料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對動態(tài)