一种基于控制优化的石膏板主线运行方法技术

本发明专利技术公开了一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，包括以下步骤：监测实体伺服轴控制的石膏板实际主线速度，并基于石膏板主线实际速度与石膏板主线期望速度量化出虚拟伺服轴的偏差程度，以及基于所述偏差程度控制虚拟伺服轴的纠偏模式，在缓态纠偏中设定平稳性和时效性作为多优化目标，并基于多优化目标确定出缓态纠偏的纠偏过程。本发明专利技术实现在虚拟伺服轴的优化纠偏保证石膏板主线运行的稳定性，避免瞬时速度调整影响生产线发生震荡，石膏板平稳性会直接提高石膏板生产效果。平稳性会直接提高石膏板生产效果。平稳性会直接提高石膏板生产效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于控制优化的石膏板主线运行方法


[0001]本专利技术涉及石膏板生产
，具体涉及一种基于控制优化的石膏板主线运行方法。

技术介绍

[0002]石膏板生产线主线系统主要包括成型皮带和敞开辊道两部分，实际生产时，为避免拉断、堆板、质量不合格等现象出现，需要主线系统的各个设备同步运转，包括皮带与皮带之间、皮带与敞开辊道、敞开辊道与敞开辊道的速度同步两部分。
[0003]主线速度的匹配主要采用PLC与伺服控制系统和编码器实时反馈来实现的，当开始生产上位机设定生产规格和主线速度时，PLC将读取到的信息实时分配给下料系统，下料系统；主线系统得到命令之后，实时传输到伺服控制系统，由伺服控制电机运行到设定速度，同时编码器可以试试读取到成型系统设备的运行速度并反馈到控制器中，由于伺服控制器响应速度快，同时可以降低电机的转动惯量，因此可以快速达到生产设定要求。
[0004]现有的石膏板生产运输同步调控方法，每个电机的PLC建立虚拟伺服控制轴，生产时，通过上位机设定的生产速度经过PLC运算后输入到虚拟伺服控制轴，虚拟轴的速度、位置等信息实时同步到实际伺服控制轴，在检测到速度与设定值有偏差时，虚拟伺服轴可以迅速做出纠正，同时传输到各个伺服控制器中，由此来达到各个电机的速度同步。但是现有技术中的虚拟伺服轴的纠正在检测到速度偏差后，在实现虚拟伺服轴的纠正过程中通常采用瞬时速度调整，即瞬时从偏差速度调整至设定速度，偏差速度和设定速度之间差距如果过大，瞬时的速度调整会影响生产线发生震荡，而石膏板的速度震荡会直接影响石膏板生产效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，以解决现有技术中虚拟伺服轴的纠正在检测到速度偏差后，瞬时从偏差速度调整至设定速度，偏差速度和设定速度之间差距如果过大，瞬时的速度调整会影响生产线发生震荡，而石膏板的速度震荡会直接影响石膏板生产效果的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0007]一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1、为石膏板生产线的主线同步模型中设定虚拟伺服轴，并跟随虚拟伺服轴设置主线同步模型中实体伺服轴以控制石膏板主线速度，所述主线同步模型主线同步模型为由多个实体伺服轴组成的一主多从伺服控制模式对生产线主线组件同步运行的控制模型；
[0009]步骤S2、监测实体伺服轴控制的石膏板实际主线速度，并基于石膏板主线实际速度与石膏板主线期望速度量化出虚拟伺服轴的偏差程度，以及基于所述偏差程度控制虚拟伺服轴的纠偏模式，所述纠偏模式包括瞬态纠偏和缓态纠偏；
[0010]步骤S3、在缓态纠偏中设定平稳性和时效性作为多优化目标，并基于多优化目标确定出缓态纠偏的纠偏过程，以实现在虚拟伺服轴的优化纠偏保证石膏板主线运行的稳定性。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述实体伺服轴包括第一实体伺服轴、第二实体伺服轴、第三实体伺服轴、第四实体伺服轴和第五实体伺服轴，所述生产线主线组件与实体伺服轴一一对应，所述生产线组件包括由第一实体伺服轴控制的第一皮带、由第二实体伺服轴控制的第二皮带、由第三实体伺服轴控制的第三皮带、由第四实体伺服轴控制的第一敞开辊道和由第五实体伺服轴控制的第二敞开辊道。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述石膏板主线实际速度包括生产线主线组件的实际速度，所述石膏板主线期望速度包括生产线主线组件的期望速度。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述生产线主线组件的实际速度由虚拟伺服轴与生产线组件的调节系数乘积运算得到。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述监测实体伺服轴控制的石膏板实际主线速度，包括：
[0015]监测由第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道的实际速度。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述基于石膏板主线实际速度与石膏板主线期望速度量化出虚拟伺服轴的偏差程度，包括：
[0017]将第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道的实际速度与第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道的期望速度间的相似度之和作为虚拟伺服轴的偏差程度；
[0018]所述虚拟伺服轴的偏差程度的量化公式为：
[0019][0020]式中，I为虚拟伺服轴的偏差程度，V
x
为x的实际速度，V
xo
为x的期望速度，A，B，C，D，F分别为第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道，|V
x
‑
V
xo
|为V
x
和V
xo
的欧氏距离。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，所述基于所述偏差程度控制虚拟伺服轴的纠偏模式，包括：
[0022]当偏差程度低于或等于平稳偏差程度，则将虚拟伺服轴的纠偏模式设定为瞬态纠偏；
[0023]当偏差程度高于平稳偏差程度，则将虚拟伺服轴的纠偏模式设定为缓态纠偏；
[0024]平稳偏差程度的量化公式为：
[0025][0026]式中，I
o
为平稳偏差程度，V
xh
为x的平稳跳变速度，V
xo
为x的期望速度，A，B，C，D，F分别为第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道，|V
xh
‑
V
xo
|为V
xh
和V
xo
的欧氏距离；
[0027]所述平稳跳变速度为瞬时调整至期望速度使X不发生跳变的最大允许速度。
[0028]作为本专利技术的一种优选方案，所述基于多优化目标确定出缓态纠偏的纠偏过程，包括：
[0029]依据平稳性优化目标构建第一优化目标函数，所述第一优化目标函数的函数表达式为：
[0030][0031]式中，F1为第一优化目标函数值，V
x,i+1
、V
x,i
分别为x在第i+1、i个纠偏时序上的纠偏速度，t
x,i+1
、t
x,i
分别为x的第i+1、i个纠偏时序，min为最小化运算符；
[0032]依据时效性优化目标构建第二优化目标函数，所述第二优化目标函数的函数表达式为：
[0033][0034]式中，F1为第一优化目标函数值，t
x,i+1
、t
x,i
分别为X的第i+1、i个纠偏时序，min为最小化运算符；
[0035]以|V
x,i+1
、V
x,i
|≤I
o
为约束条件，对所述第一优化目标函数和第二优化目标函数进行求解得到纠偏时序t
x,i
上的V
x,i
；
[0036]设定第i个纠偏时序的时序期望值t
io
，以及第i个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、为石膏板生产线的主线同步模型中设定虚拟伺服轴，并跟随虚拟伺服轴设置主线同步模型中实体伺服轴以控制石膏板主线速度，所述主线同步模型主线同步模型为由多个实体伺服轴组成的一主多从伺服控制模式对生产线主线组件同步运行的控制模型；步骤S2、监测实体伺服轴控制的石膏板实际主线速度，并基于石膏板主线实际速度与石膏板主线期望速度量化出虚拟伺服轴的偏差程度，以及基于所述偏差程度控制虚拟伺服轴的纠偏模式，所述纠偏模式包括瞬态纠偏和缓态纠偏；步骤S3、在缓态纠偏中设定平稳性和时效性作为多优化目标，并基于多优化目标确定出缓态纠偏的纠偏过程，以实现在虚拟伺服轴的优化纠偏保证石膏板主线运行的稳定性。2.根据权利要求1所述的一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，其特征在于：所述实体伺服轴包括第一实体伺服轴、第二实体伺服轴、第三实体伺服轴、第四实体伺服轴和第五实体伺服轴，所述生产线主线组件与实体伺服轴一一对应，所述生产线组件包括由第一实体伺服轴控制的第一皮带、由第二实体伺服轴控制的第二皮带、由第三实体伺服轴控制的第三皮带、由第四实体伺服轴控制的第一敞开辊道和由第五实体伺服轴控制的第二敞开辊道。3.根据权利要求2所述的一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，其特征在于：所述石膏板主线实际速度包括生产线主线组件的实际速度，所述石膏板主线期望速度包括生产线主线组件的期望速度。4.根据权利要求3所述的一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，其特征在于：所述生产线主线组件的实际速度由虚拟伺服轴与生产线组件的调节系数乘积运算得到。5.根据权利要求4所述的一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，其特征在于：所述监测实体伺服轴控制的石膏板实际主线速度，包括：监测由第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道的实际速度。6.根据权利要求5所述的一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，其特征在于：所述基于石膏板主线实际速度与石膏板主线期望速度量化出虚拟伺服轴的偏差程度，包括：将第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道的实际速度与第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道的期望速度间的相似度之和作为虚拟伺服轴的偏差程度；所述虚拟伺服轴的偏差程度的量化公式为：式中，I为虚拟伺服轴的偏差程度，V
x
为x的实际速度，V
xo
为x的期望速度，A，B，C，D，F分别为第一皮带、第二皮带、第三皮带、第一敞开辊道和第二敞开辊道，|V
x
‑
V
xo
|为V
x
和V
xo
的欧氏距离。7.根据权利要求6所述的一种基于控制优化的石膏板主线运行方法，其特征在于，所述基于所述偏差程度控制虚拟伺服轴的纠偏模式，包括：当偏差程度低于或等于平稳偏差程度，则将虚拟伺服轴的纠偏模式设定为瞬态纠偏；当偏差程度高于平稳偏差程度，则将虚拟伺服轴的纠偏模式设定为缓态纠偏；
平稳偏差程度的量化公式为：式中，I
o
为平稳偏差程度，V
xh
为x的平稳跳变速度，V
xo
为x的期望速...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小东，杨正波，张羽飞，武建江，栗运泽，
申请(专利权)人：北新集团建材股份有限公司中国建材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：