一种基于PID串级智能系统的全民书柜技术方案

本发明专利技术公开了一种基于PID串级智能系统的全民书柜，包括书柜本体，其特征在于：所述书柜本体包括整体框架（1），整体框架（2）内设置有存书传动机构（24）、取书传动机构（25）以及智能书柜调节平台（26）；本发明专利技术针对现有技术的缺陷或不足，提供一种基于PID串级智能系统的共享式全民书柜，目的在于解决现有读者在借取图书过程中的不便利，通过智能书柜调节平台内设计的基于PID串级智能系统实现样本书位置的闭环控制，通过传动件和样本书的双闭环控制来提高样本书取书过程的快速响应、控制精度和鲁棒性，使样本书迅速到达取书口。

A national bookcase based on PID cascade intelligent system

The invention discloses a PID cascade intelligent system based on universal bookcase bookcase, including the body, which is characterized in that the bookcase body comprises a framework (1), overall framework (2) is arranged in the transmission mechanism of books (24), books (25) and transmission mechanism (Intelligent book cabinet adjusting platform 26); the invention for defects or deficiencies of existing technology, provides a shared national bookcase PID cascade based on intelligent systems, aims to solve the problems existing in the readers to borrow books in the process is not convenient, in PID series intelligent system to achieve closed-loop control of position of sample books through the intelligent design platform in the regulation of the bookcase the base, through the double closed loop transmission parts and sample books to improve control accuracy and robustness of the sample book, book fast response process control, the book quickly arrived at the mouth to take.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PID串级智能系统的全民书柜
本专利技术涉及自动控制
，具体涉及一种基于PID串级智能系统的全民书柜。
技术介绍
随着人们生活水平的日益提高，越来越多的人注重精神食粮，每次去图书馆借书品读并不能被大部分人所能接受，而且图书馆并不是每处都有，去书店购买新书品读完了，若不能更好地二次利用，又显得不环保。因此，一种共享式全民书柜的出现尤为重要，公交站台，公共服务场所，小区内均可设立此装置，譬如人们在等公交的时候可以在站台附近的全民书柜上借上一本书细细品读，每次根据借阅时间的长短扣取相应的费用，所借书籍可以在任意全民书柜点进行还书。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷或不足，提供一种基于PID串级智能系统的全民书柜，目的在于解决现有图书在读者在借取过程中的不便利，通过智能书柜调节平台内设计的基于PID串级智能系统实现样本书位置的闭环控制，通过传动件和样本书的双闭环控制来提高样本书取书过程的快速响应、控制精度和鲁棒性，使样本书迅速到达取书口。本专利技术通过以下技术方案实现：基于PID串级智能系统的全民书柜，包括书柜本体，所述书柜本体包括整体框架（1），整体框架（2）内设置有存书传动机构（24）、取书传动机构（25）以及智能书柜调节平台（26）；整体框架（1）一侧设置有多个进书口（16），相对侧设置有与进书口（16）数量匹配的取书口（2），进书口（16）与取书口（2）之间形成多个独立的取书通道（27），取书通道（27）内设置有取书传动机构（25），上部设置有存书传动机构（24），存书传动机构（24）、取书传动机构（25）与智能书柜调节平台（26）控制连接，智能书柜调节平台（26）内设计有复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统。本专利技术进一步技术改进方案是：所述存书传动机构（24）包括第一支撑板（12），第一支撑板（12）上部通过丝杠（4）驱动连接有第二支撑板（13），第二支撑板（13）底部两侧通过设置于第一支撑板（12）上表面的导轨（3）与第一支撑板（12）滑动连接，丝杠（4）一端通过第一步进电机（8）驱动；第二支撑板（13）上部设置有输送带（11），输送带（11）外侧上方为样本书（5），输送带（11）两端通过滚筒（7）与第二支撑板（13）转动连接，其中一个滚筒（7）通过啮合的齿轮组（10）与减速电机（9）连接；所述取书传动机构（25）包括设置于进书口（16）底部外侧的第二步进电机（17），第二步进电机（17）传动侧设置有表面带有螺旋形槽口传动件（14），所述的传动件（14）设置于取书通道（27）内，其长度与取书通道（27）相匹配。本专利技术进一步技术改进方案是：所述智能书柜调节平台（26）包括单片机处理器（19）、光电传感器（18）、速度传感器（22）、驱动器（20）、以及直流电源（23），单片机处理器（19）中设计有复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统，所述复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统由神经网络PID主调节器和神经网络PID副调节器组成，由神经网络PID主调节器与神经网络PID副调节器构成取书过程中样本书位置的串级控制系统，实现对取书过程中的样本书位置的实时控制；其中神经网络PID主调节器的输出作为神经网络PID副调节器的输入，神经网络PID副调节器的输出作为控制第二步进电机（17）速度的调节量，速度传感器（22）的输出作为神经网络PID副调节器的反馈量构成传动件（14）的闭环控制，实现对第二步进电机（17）的速度的闭环调节；光电传感器（18）的输出作为神经网络PID主调节器的反馈量，神经网络PID主调节器实现样本书位置的闭环控制，通过传动件（14）和样本书的双闭环控制来提高样本书取书过程的快速响应、控制精度和鲁棒性，使样本书迅速到达取书口（2）。本专利技术进一步技术改进方案是：所述丝杠（4）与导轨（3）互为平行设置，丝杠（4）、导轨（3）、滚筒（7）两端均通过支承座（6）与第一支撑板（12）连接。本专利技术通过以下技术方案实现：所述进书口（16）上端设置有向内侧壁倾斜的倾斜板（15），倾斜板（15）底部与进书口（16）侧壁形成落书通道（28），倾斜板（15）上端高度低于、或与输送带（11）高度相等。本专利技术通过以下技术方案实现：所述进书口（16）、取书口（2）均设置有电磁铁开关门。本专利技术通过以下技术方案实现：所述书柜本体上设置有链接图书信息的二维码。本专利技术通过以下技术方案实现：所述取书口（2）、进书口（16）、取书通道（27）的尺寸与存放书籍尺寸相匹配。本专利技术通过以下技术方案实现：所述传动件（14）采用硬质弹簧。本专利技术通过以下技术方案实现：所述导轨（3）采用光杆导轨。本专利技术与现有技术相比，具有以下明显优点：一、本专利技术由于采用复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统，取书过程执行机构的神经网络PID副调节器是根据样本书位置的神经网络PID主调节器输出来调整执行机构硬质弹簧状态的随动系统，副调节器回路已经尽可能把被控过程中对硬质弹簧状态变化剧烈、频繁和幅度大的主要扰动包括在副调节器回路中，这些副调节器回路对影响取书过程中样本书位置的二次扰动具有很强的抑制能力和自适应能力，二次扰动通过神经网络PID主调节器回路和神经网络PID副调节器回路的调节对主被控量取书过程中的样本书位置的影响很小，所以取书过程中样本书位置变化幅度小和稳定，系统能够快速使样本书到达取书口，提高响应速度、控制精度和提高系统的稳定性。二、本专利技术取书过程中执行机构硬质弹簧作为被控对象具有非线性、时滞和时变性的特性，主调节器神经网络PID和副调节器神经网络PID，结合神经网络和PID控制器的优点，由神经网络来实现PID的功能，实现了PID控制器参数的自整定，该智能控制器具有很强的自适应性能，该控制系统根据取书过程硬质弹簧执行机构的特点对样本书位置和硬质弹簧实施双闭环控制，提高系统的响应速度，能够适应诸多扰动因素影响，具有良好的鲁棒性。三、本专利技术采用神经网络PID主调节器的输出作为神经网络PID副调节器的输入，提高了系统的快速性和抗扰能力，提高样本书取书过程控制系统的鲁棒性，响应速度快，实现简单，可以迅速遏制硬质弹簧变化波动对样本书位置的影响，可以使样本书迅速到达取书口。四、本专利技术涉及PID控制、神经网络控制和串级控制技术，设计了复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统，控制系统具有动态性能好、稳态精度高、鲁棒性较强的自适应的智能控制器，克服了单纯PID控制对大惯性大延迟对象调节品质差、抗干扰性弱的缺点，将该控制系统用于取书过程中样本书位置的控制具有较强的动态跟踪性能和抗干扰能力以及良好的动静态性能指标。与原有的常规控制相比该控制系统的控制品质、响应速度和稳定性能都明显提高，样本书位置的控制精度高、抗干扰能力强和稳定性能好，具有较好的应用和推广价值。五、当用户需要借阅书籍的时候，只需要打开与装置配套的手机APP，通过扫描书柜上的二维码，即可显示出当前书柜里现有书籍，用户可以根据需求在手机APP上（或者书柜外部控制面板）上输入书的序列号，相对应的书柜门会打开，用户方可取出书，当用户需要还书的时候只需要将书在配套软件上进行扫码，然后将书放入还书口，书通过带传动及螺旋传动将书送到相匹配的进书口，书本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PID串级智能系统的全民书柜，包括书柜本体，其特征在于：所述书柜本体包括整体框架（1），整体框架（2）内设置有存书传动机构（24）、取书传动机构（25）以及智能书柜调节平台（26）；整体框架（1）一侧设置有多个进书口（16），相对侧设置有与进书口（16）数量匹配的取书口（2），进书口（16）与取书口（2）之间形成多个独立的取书通道（27），取书通道（27）内设置有取书传动机构（25），上部设置有存书传动机构（24），存书传动机构（24）、取书传动机构（25）与智能书柜调节平台（26）控制连接，智能书柜调节平台（26）内设计有复合智能控制器‑PID串级的取书过程智能控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于PID串级智能系统的全民书柜，包括书柜本体，其特征在于：所述书柜本体包括整体框架（1），整体框架（2）内设置有存书传动机构（24）、取书传动机构（25）以及智能书柜调节平台（26）；整体框架（1）一侧设置有多个进书口（16），相对侧设置有与进书口（16）数量匹配的取书口（2），进书口（16）与取书口（2）之间形成多个独立的取书通道（27），取书通道（27）内设置有取书传动机构（25），上部设置有存书传动机构（24），存书传动机构（24）、取书传动机构（25）与智能书柜调节平台（26）控制连接，智能书柜调节平台（26）内设计有复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统。2.根据权利要求1所述的一种基于PID串级智能系统的全民书柜，其特征在于：所述存书传动机构（24）包括第一支撑板（12），第一支撑板（12）上部通过丝杠（4）驱动连接有第二支撑板（13），第二支撑板（13）底部两侧通过设置于第一支撑板（12）上表面的导轨（3）与第一支撑板（12）滑动连接，丝杠（4）一端通过第一步进电机（8）驱动；第二支撑板（13）上部设置有输送带（11），输送带（11）外侧上方为样本书（5），输送带（11）两端通过滚筒（7）与第二支撑板（13）转动连接，其中一个滚筒（7）通过啮合的齿轮组（10）与减速电机（9）连接；所述取书传动机构（25）包括设置于进书口（16）底部外侧的第二步进电机（17），第二步进电机（17）传动侧设置有表面带有螺旋形槽口传动件（14），所述的传动件（14）设置于取书通道（27）内，其长度与取书通道（27）相匹配。3.根据权利要求1或2所述的一种基于PID串级智能系统的全民书柜，其特征在于：所述智能书柜调节平台（26）包括单片机处理器（19）、光电传感器（18）、速度传感器（22）、驱动器（20）、以及直流电源（23），单片机处理器（19）中设计有复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统，所述复合智能控制器-PID串级的取书过程智能控制系统由神经网络P...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维，马从国，张海江，许军，李江，李华烁，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32