用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，包括上位机模块、数字信号处理模块、模糊滑模变结构运算模块、支撑板升降驱动模块和位移传感器，上位机模块用于获取目标砝码加载重量；数字信号处理模块跟据上位机输入砝码加载指令m(k)输出位移传感器下一时刻的位置指令r(k)，所述位移传感器探测并输出当前支撑板的位置信号x(k)，经过该模块的运算得到该模块输出的控制信号u(k)，驱动支撑板升降控制器，以达到砝码自动、高效、精确加载的效果。

【技术实现步骤摘要】
用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置
本专利技术涉及计量检测，尤其涉及用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置。
技术介绍
随着我国经济的飞速发展，物流与矿业的巨大需求，各行业对称重器具的使用越发频繁，称重重量越来越大，精度要求不断提高，因此准确高效的检测装置越发重要，需求越发急迫。衡器在往大型化方向发展，常规的检定方式已经不能达到规程规范的要求，其中大吨位电子吊秤由于其加载方式的特殊性，检测难度更加突出。目前国内对电子吊秤主要采用标准砝码或“替代法”进行检测,采用标准砝码时，砝码加载难度大，安全隐患大，检测精度低；采用“替代法”检测时，“替代法”使用要求严格，如不充分注意其检测的特殊性.忽视其必要条件,势必会引起不良的后果，给检测结果带来误差。同时一些电子吊秤生产厂家会使用测力机进行检测，这样出厂的电子吊秤由于标定状况与实际使用工况差异太大，往往出现种种误差，影响了计量的准确性，且不能有效地进行溯源，影响量值传递可靠性。近年来，滑模变结构控制技术在电机、机器人、航空、军事等领域得到了广泛的关注。滑模变结构控制对系统的数学模型精确性要求不高，对系统的不确定参数、参数变化、数学描述的不确定性及外界环境的扰动具有完全的自适应性。但是由于滑模控制为了使系统保持在滑动流形上运动而需在不同的控制逻辑间来回切换，容易引起对系统不利的抖振。相对于传统的滑模变结构控制将模糊控制与滑模变结构控制相结合滑模控制的抖振问题也得到了很好的削弱，控制精度和响应速度得到了相应提高，同时解决了传统模糊控制器设计不依靠被控对象的模型，而是依靠专家或操作者的经验知识，难以保证控制系统的稳定性得问题。
技术实现思路
本专利技术是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，解决大吨位电子吊秤检测砝码加载难度大的问题，提供了一种用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，通过控制砝码支撑架升降位置以达到控制电子吊秤砝码加载量的效果，同时将滑模控制与模糊控制相结合，以提高系统稳定性、可靠性和动态品质。本专利技术技术所采用的技术方案是模糊滑模变结构在大吨位电子吊秤检测装置砝码自动装载控制中的应用，具体如下：一种用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，包括上位机模块、数字信号处理模块、模糊滑模变结构运算模块、支撑板升降驱动模块和位移传感器，其中：所述上位机模块用于获取目标砝码加载重量；所述位移传感器用于测量支撑板的当前位置；所述数字信号处理模块用于根据所述目标砝码加载重量计算得到下一时刻的目标位置信息r(k)，获取位移传感器测量的当前位置信号x(k)，并根据所述目标位置信息和当前位置信号x(k)计算误差信号e(k)，e(k)＝r(k)-x(k)；判断e(k)是否小于预设的第一阈值，若是，则将所述误差信号e(k)输入模糊滑模变结构运算模块，得到第一控制信号u(k)，将所述第一控制信号u(k)发送至支撑板升降驱动模块，所述支撑板升降驱动模块根据所述第一控制信号u(k)驱动支撑板运动。进一步地，所述数字信号处理模块还用于在判断e(k)是否小于预设的第一阈值，若否，则根据预设的第一模型输出第二控制信号u’(k)，将所述第二控制信号u’(k)发送至支撑板升降驱动模块，所述支撑板升降驱动模块根据所述第二控制信号u’(k)驱动支撑板运动；u’(k)＝u’(k+1)+m；其中，k为正整数。进一步地，所述模糊滑模变结构运算模块包括滑模控制模块和模糊控制模块，所述滑模控制模块包括积分滑模面模块、滑模趋近律模块、等效控制器和切换控制器。进一步地，所述积分滑模面模块用于定义或称为输出切换函数s(k)＝ce(k)+de(k)＝Cx(k)；其中，x(k)满足预设的支撑板状态方程：x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)，c、d为预设的常数，x∈Rn，u∈Rn，A∈Rn×n，B∈Rn×1，C∈Rn×1，R为预设的常数矩阵，n为正整数。进一步地，所述滑模趋近律模块用于输出趋近律函数：s'＝(1-qT)s(k)-ξTsgn(s(k))；其中，ξ、q、T分别为预设的常数。进一步地，所述等效控制器用于输入积分滑模面模块输出的切换函数，并输出等效控制量ueq，ueq＝-[CB]-1C(A-I)x。进一步地，所述模糊控制器用于根据输入的切换函数s(k)和s’(k)，s’(k)为s(k)的导数，输出模糊控制量fs(k)。进一步地，所述切换控制器用于根据输入的模糊控制量fs(k)，输出切换控制量usw，usw＝(CB)-1[(1-qT)s(k)-ξTsgn(s(k))]，其中，ξ＝|fs(k)|。进一步地，所述第一控制信号u(k)＝ueq+usw。本专利技术还提供了一种电子吊秤检测装置，上述用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，还包括吊挂机构、标准砝码组、支撑板和支撑板升降电机，标准砝码间通过搭扣层层相扣，待测电子吊秤通过吊挂机构与标准砝码组相连；标准砝码组设置在支撑板的上方；支撑板在支撑板升降电机的带动下上下运动；支撑板升降驱动模块用于向驱动支撑板升降电机发送驱动信号。本专利技术基于模糊滑模变结构的大吨位电子吊秤检测装置砝码自动加载控制器的核心部件为模糊滑模变结构控制运算模块，该模块的作用为：所述的数字信号处理模块(DSP模块)跟据上位机输入砝码加载指令m(k)输出位移传感器下一时刻的位置指令r(k)，所述位移传感器探测并输出当前支撑板的位置信号x(k)，经过该模块的运算得到该模块输出的控制信号u(k)，驱动支撑板升降控制器，以达到砝码自动、高效、精确加载的效果。传统的模糊控制器设计不依靠被控对象的模型，而是依靠专家或操作者的经验知识，其不便于控制参数的自我学习和调整，因而难以保证控制系统的稳定性。本专利技术采用模糊控制与滑模变结构控制相结合，提高了控制系统的抗干扰能力，克服由于外界扰动而引起控制系统不稳定；控制精度和响应速度得到了相应提高；模糊控制规则大大减少，系统更易操作；同时由于模糊控制的引入滑模控制的抖振问题也得到了很好的削弱。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为电子吊秤检测装置的结构示意图；图2为砝码加卸载控制框图；图3为用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置的结构框图；图4为用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置的另一结构框图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供了一种电子吊秤检测装置，包括用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，还包括吊挂机构1、标准砝码组2、支撑板3和支撑板升降电机4，标准砝码间通过搭扣层层相扣，待测电子吊秤通过吊挂机构1与标准砝码组2相连；标准砝码组2设置在支撑板3的上方；支撑板3在支撑板升降电机4的带动下上下运动；支撑板升降驱动模块500用于向驱动支撑板升降电机4发送驱动信号。图2是砝码加卸载控制框图，通过将预设砝码加载量信号转换为支撑板位移信号，结合位移传感器300和支撑板升降电机驱动升降板升降用以实现砝码的自动加卸载。所述位移传感器设置在支撑板3上。还包括光电隔离器，所述光电隔离器设置在数字信号处理模块与支撑板升本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，其特征在于，包括上位机模块、数字信号处理模块、模糊滑模变结构运算模块、支撑板升降驱动模块和位移传感器，其中：所述上位机模块用于获取目标砝码加载重量；所述位移传感器用于测量支撑板的当前位置；所述数字信号处理模块用于根据所述目标砝码加载重量计算得到下一时刻的目标位置信息r(k)，获取位移传感器测量的当前位置信号x(k)，并根据所述目标位置信息和当前位置信号x(k)计算误差信号e(k)，e(k)＝r(k)‑x(k)；判断e(k)是否小于预设的第一阈值，若是，则将所述误差信号e(k)输入模糊滑模变结构运算模块，得到第一控制信号u(k)，将所述第一控制信号u(k)发送至支撑板升降驱动模块，所述支撑板升降驱动模块根据所述第一控制信号u(k)驱动支撑板运动。

【技术特征摘要】
1.用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，其特征在于，包括上位机模块、数字信号处理模块、模糊滑模变结构运算模块、支撑板升降驱动模块和位移传感器，其中：所述上位机模块用于获取目标砝码加载重量；所述位移传感器用于测量支撑板的当前位置；所述数字信号处理模块用于根据所述目标砝码加载重量计算得到下一时刻的目标位置信息r(k)，获取位移传感器测量的当前位置信号x(k)，并根据所述目标位置信息和当前位置信号x(k)计算误差信号e(k)，e(k)＝r(k)-x(k)；判断e(k)是否小于预设的第一阈值，若是，则将所述误差信号e(k)输入模糊滑模变结构运算模块，得到第一控制信号u(k)，将所述第一控制信号u(k)发送至支撑板升降驱动模块，所述支撑板升降驱动模块根据所述第一控制信号u(k)驱动支撑板运动。2.根据权利要求1所述的用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，其特征在于，所述数字信号处理模块还用于在判断e(k)是否小于预设的第一阈值，若否，则根据预设的第一模型输出第二控制信号u’(k)，将所述第二控制信号u’(k)发送至支撑板升降驱动模块，所述支撑板升降驱动模块根据所述第二控制信号u’(k)驱动支撑板运动；u’(k)＝u’(k+1)+m；其中，k为正整数，m为预设的常数。3.根据权利要求1所述的用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，其特征在于，所述模糊滑模变结构运算模块包括滑模控制模块和模糊控制模块，所述滑模控制模块包括积分滑模面模块、滑模趋近律模块、等效控制器和切换控制器。4.根据权利要求3所述的用于电子吊秤检测装置的砝码自动加载控制装置，其特征在于，所述积分滑模面模块用于定义切换函数s(k)＝ce(k)+de(k)＝Cx(k)；其中，x...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晨光，张洁，黄向阳，朱浩，蒋曦初，邓小伟，李家沛，王赟，黄一飞，瞿青云，
申请(专利权)人：苏州市计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32