电缆线径控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了电缆线径控制系统，涉及电缆技术领域。其中，该电缆线径控制系统，包括：检测模块、监控模块、控制模块、显示模块和执行模块，所述检测模块与所述控制模块电性连接，所述监控模块和所述显示模块通过无线通信模块与所述控制模块通信连接，所述控制模块与所述执行模块电性连接；所述检测模块，用于将检测到的数字量或者模拟量传递给所述控制模块；所述监控模块，用于监控生产状态；所述控制模块，用于接收来自检测模块的输入信号进行分析处理，得到的输出控制信号传给执行模块。本发明专利技术，解决目前电缆线径控制系统还处于开环控制，需要手动调节牵引速度来调整电线电缆模口线径大小，不能实现线径自动调节，自动化程度较低的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
电缆线径控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电缆
，尤其涉及一种电缆线径控制系统及方法。

技术介绍

[0002]目前的电缆控制系统存在如下问题：该电缆线径控制系统还处于开环控制，需要手动调节牵引速度来调整电线电缆模口线径大小，不能实现线径自动调节，自动化程度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：提供一种电缆线径控制系统，以解决现有技术存在的上述问题。
[0004]技术方案：一种电缆线径控制系统，包括：检测模块、监控模块、控制模块、显示模块和执行模块，所述检测模块与所述控制模块电性连接，所述监控模块和所述显示模块通过无线通信模块与所述控制模块通信连接，所述控制模块与所述执行模块电性连接；所述检测模块，用于将检测到的数字量或者模拟量传递给所述控制模块；所述监控模块，用于监控生产状态；所述控制模块，用于接收来自检测模块的输入信号进行分析处理，得到的输出控制信号传给执行模块；所述显示模块，用于人机交互和控制操作设备；所述执行模块，用于根据所述控制模块发出的控制信号执行动作；所述控制模块采用模糊预测PID控制器，所述模糊预测PID控制器由DMC预测算法和模糊PID算法相结合，所述DMC预测算法，用于预测下一时刻线缆模口线径值，提前预测给出最优的控制量，得到更好的动态响应能力；所述模糊PID算法，用于使推挤机对象的输出预测值较快的靠近目标线径值。
[0005]作为优选，所述检测模块包括但不限于：测量模口/收卷线径值、测量推挤行程值、测量计米值、测量推挤、油泵压力、测量模口/料缸温度、检测急停按钮是否按下、检测旋转编码器开关的方向和脉冲、检测机头是否允许动作以及检测抱匝是否允许动作。
[0006]作为优选，所述监控模块包括但不限于：生产流程、生产效率统计、物料损耗统计、日报表记录以及CPK质量分析。
[0007]作为优选，所述显示模块包括但不限于：用户登录管理、推挤生产、填充坯料、生产设置、参数设备、实时曲线以及报警事件界面。
[0008]作为优选，所述执行模块包括但不限于：推挤电机控制、牵引电机控制、油泵电机控制、油阀控制、高速上下行电机控制、收线/放线电机控制以及步进电机控制。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提出了一种电缆线径控制方法，包括：
[0010]由预测模型经过在线校正预测出下一时刻的模口线径值y
p
；
[0011]与给定目标线径y
r
进行比较，将模口线径误差e和模口线径误差变化率e
c
当作模糊PID控制器的双输入；
[0012]利用模糊规则实时整定k
p
、k
i
、和k
d
，提升线径控制系统的自适应性。
[0013]作为优选，利用模糊规则实时整定k
p
、k
i
、和k
d
，提升线径控制系统的自适应性之后还包括：
[0014]模糊PID控制器的输出量u作用在推挤机对象上，作为推挤调速器的输入电压值，用来对推挤电机进行调速，以调节线缆线径大小。
[0015]作为优选，模糊PID控制器的输出量u作用在推挤机对象上，作为推挤调速器的输入电压值，用来对推挤电机进行调速，以调节线缆线径大小之后还包括：
[0016]推挤机对象实际模口线径值为y，模糊预测控制器使未来时刻预测值y
p
无限逼近目标线径值y
r
。
[0017]作为优选，所述预测模型基于系统的阶跃响应模型和比例叠加原理来预测未来时刻被控量的值，输出预测值由自由项以及强迫项组成；
[0018]当在k时刻给系统添加一个控制增量Δu(k)时，在Δu(k)的单独影响下可以求得将来N个时刻对象的被控量的值；假设对象基于阶跃响应下的模型预测向量为a＝[a1，a2，
…
，a
N
]T
，N表示模型时域长度，则对象未来时刻的P个预测输出值向量可表示为：
[0019]y
m
(k)＝y0(k)+aΔu(k)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0020]y
m
(k)＝[y
m
(k+1，k)，
…
y
m
(k+P)]T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0021]y0(k)＝[y0(k+l，k)，
…
，y0(k+P)]T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0022]Δu(k)＝[Δu(k，k)，
…
Δu(k+M
‑
1，k)]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0023]式中，y0(k)为模型输出初始值；y
m
(k)为k时刻在控制增量Δu(k)作用下的模型预测值；P为预测时域长度；M为控制时域长度；N为模型时域长度；(k+1，k)表示在k时刻对k+1时刻的预测；分析推挤机对象数学模型的单位阶跃响应曲线，选取采样周期T＝1，N＝13，P＝10，M＝1。
[0024]作为优选，所述在线校正将对象的实际输出y(k)与式(1)得出的未来时刻预测值y
m
(k)进行差值运算：
[0025]e(k+1)＝y(k+1)
‑
y
m
(k+1，k)
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0026]然后通过添加校正向量h实现实时滚动的方式对未来时刻预测值进行修正：
[0027]y
p
(k+1)＝y
m
(k+1)+he(k+1)
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0028]式中：h＝[h1，h2，
…
h
N
]T
表示校正向量，本系统中h1＝h2＝
…
h13＝0.9；y
p
(k+1)表示校正之后的未来时刻预测值；
[0029]利用移位矩阵s乘以y
p
(k+1)得到未来时刻的初始预测值：
[0030]y
p0
(k+2)＝s
·
y
p
(k+1)
ꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0031]式(7)中s为移位矩阵
[0032][0033]有益效果：在本申请实施例中，采用模糊预测PID控制器控制的方式，通过所述控制模块采用模糊预测PID控制器，所述模糊预测PID控制器由DMC预测算法和模糊PID算法相结合，所述DMC预测算法，用于预测下一时刻线缆模口线径值，提前预测给出最优的控制量，得到更好的动态响应能力；所述模糊PID算法，用于使推挤机对象的输出预测值较快的靠近
目标线径值，达到了模糊预测的目的，从而实现了提高响应能力和提升预测精度的技术效果，进而解决了电缆线径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电缆线径控制系统，其特征在于，包括：检测模块、监控模块、控制模块、显示模块和执行模块，所述检测模块与所述控制模块电性连接，所述监控模块和所述显示模块通过无线通信模块与所述控制模块通信连接，所述控制模块与所述执行模块电性连接；所述检测模块，用于将检测到的数字量或者模拟量传递给所述控制模块；所述监控模块，用于监控生产状态；所述控制模块，用于接收来自检测模块的输入信号进行分析处理，得到的输出控制信号传给执行模块；所述显示模块，用于人机交互和控制操作设备；所述执行模块，用于根据所述控制模块发出的控制信号执行动作；所述控制模块采用模糊预测PID控制器，所述模糊预测PID控制器由DMC预测算法和模糊PID算法相结合，所述DMC预测算法，用于预测下一时刻线缆模口线径值，提前预测给出最优的控制量，得到更好的动态响应能力；所述模糊PID算法，用于使推挤机对象的输出预测值较快的靠近目标线径值。2.根据权利要求1所述的电缆线径控制系统，其特征在于，所述检测模块包括但不限于：测量模口/收卷线径值、测量推挤行程值、测量计米值、测量推挤、油泵压力、测量模口/料缸温度、检测急停按钮是否按下、检测旋转编码器开关的方向和脉冲、检测机头是否允许动作以及检测抱匝是否允许动作。3.根据权利要求1所述的电缆线径控制系统，其特征在于，所述监控模块包括但不限于：生产流程、生产效率统计、物料损耗统计、日报表记录以及CPK质量分析。4.根据权利要求1所述的电缆线径控制系统，其特征在于，所述显示模块包括但不限于：用户登录管理、推挤生产、填充坯料、生产设置、参数设备、实时曲线以及报警事件界面。5.根据权利要求1所述的电缆线径控制系统，其特征在于，所述执行模块包括但不限于：推挤电机控制、牵引电机控制、油泵电机控制、油阀控制、高速上下行电机控制、收线/放线电机控制以及步进电机控制。6.电缆线径控制方法，其特征在于，包括：由预测模型经过在线校正预测出下一时刻的模口线径值y
p
；与给定目标线径y
r
进行比较，将模口线径误差e和模口线径误差变化率e
c
当作模糊PID控制器的双输入；利用模糊规则实时整定k
p
、k
i
、和k
d
，提升线径控制系统的自适应性。7.根据权利要求6所述的电缆线径控制方法，其特征在于，利用模糊规则实时整定k
p
、k
i
、和k
d
，提升线径控制系统的自适应性之后还包括：模糊PID控制器的输出量u作用在推挤机对象上，作为推挤调速器的输入电压值，用来对推挤电机进行调速，以调节线缆线径大小。8.根据权利要求7所述的电缆线径控制方法，其特征在于，模糊PID控制器的输出量u作用在推挤机对象上，作为推挤调速器的输入电压值，用来对推挤电机进行调速，以调节线缆线径大小之后还包括：推挤机对象实际模口线径值为y，模糊预测控制器使未来时刻预测值y...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，
申请(专利权)人：苏州道旺电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：