一种试验获取制丝烘丝机物料水分控制模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种试验获取制丝烘丝机物料水分控制模型的方法，所述方法待出口水分仪检测到出口有物料水分值时，并等待烘丝机水分控制进入稳定阶段，出口物料水分控制与筒壁温度控制回路进行级联，通过重新构建比例函数f(t),并选用合适的取值简化地求出了传递函数多阶的次数与时间参数。本发明专利技术将非线性时变系统的特例(水分稳定控制)近似为简单的线性控制模型，并利用创新的方法将时延多阶问题近似为多阶问题，并利用t1与t2的比值推导出多阶的次数与最终的传递函数。次数与最终的传递函数。次数与最终的传递函数。

【技术实现步骤摘要】
一种试验获取制丝烘丝机物料水分控制模型的方法


[0001]本专利技术属于烟草烘丝机
，具体涉及一种试验获取制丝烘丝机物料水分控制模型的方法。

技术介绍

[0002]卷烟制丝烘丝机普遍采用的工作原理是：一定流量的蒸汽通过筒体薄板内壁，蒸汽在蒸汽道中凝结使热量有效的传导给薄板至烟丝上，同时，风机将环境空气送入蒸汽加热的热交换器产生的热风，流过滚筒期间，通过对流方式将热量传递给烟丝并带走水分，使烟丝达到均匀干燥、均匀加热和填充力均匀的增加，以及恒定的出口水分和水分。同时，筒体内部设置排潮系统，抽取部分含水、含热废气进行排放，以恒定物料的水分，同时间接地影响物料含水率。
[0003]由于烘丝过程具有较强的非线形、不确定性和大滞后性，再加上烟叶本身的特殊性质，因而使得烘丝过程的水分控制变得十分复杂。从本质上讲，制丝烘丝机物料水分控制属于非线性时变的大滞后系统，可是在某些生产过程较为稳定的阶段与线性定常系统的表现一致，因此可近似认定为特殊化的线性定常系统。目前自控领域中，基于改进控制模型为目的而采取的时滞Smith控制、模糊控制、神经网络、自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种试验获取制丝烘丝机物料水分控制模型的方法，其特征在于，所述方法包括如下具体步骤：S1,判断松散烘丝机是否开始生产，如是则往下执行，如否则继续返回等待直至满足可直接进行正常烘丝工艺生产的条件；S2,进入生产阶段模式，烘丝机相应的出口物料含水率控制回路中的热风温度、筒壁温度、出口物料水分控制回路采用单闭环负反馈PID进行控制，烘丝机中对出口物料水分有间接影响的排潮负压、热风风速也采用单闭环负反馈PID进行控制；各个PID控制模块中的设定值SP定义为生产阶段各控制回路的预置设定值；整个生产过程以相对稳定的反馈方式进行，待出口水分仪检测到出口有物料水分值时，并等待烘丝机水分控制进入稳定阶段，出口物料水分控制与筒壁温度控制回路进行级联，通过给筒壁温度控制PID回路输出薄膜阀开度值一个固定增量值，模拟成一个稳定的阶跃信号，记录出口物料水分Vtemp
real
随着时间t变化的数据，并利用计算机算法拟合成曲线。通过该曲线反向计算出两个或三个自衡单容过程的级联模型传递函数中的K、T1、T2三个参数的值，从而求得近似的两个或三个自衡单容过程的级联控制模型；其中，所述两个或三个自衡单容过程的级联模型传递函数中的K、T1、T2三个参数的值的计算的具体方法如下：首先，计算出烘丝机水分控制稳定阶段筒壁温度控制PID回路输出薄膜阀开度值的均值其计算公式为下式(1)所示：其中，n代表烘丝机水分控制稳定阶段筒壁温度控制PID回路薄膜阀开度值实际值数据的个数，分子求和公式代表薄膜阀开度值实际值的总和；接着，计算出烘丝机水分控制稳定阶段出口物料水分均值其计算公式为下式(2)所示：其中，n代表烘丝机水分控制稳定阶段出口物料水分实际值数据的个数，分子求和公式代表出口物料水分实际值实际值的总和；如果则给定一个增量P,并将其累加到值上，且保持筒壁温度2#PID回路为手动状态，输出CV2值始终为模拟出一个阶跃量为P的阶跃信号，且始终稳定地作用于系统输出端；记录出口物料水分Vtemp
real
'随着时间t变化的数据，并计算出Vtemp
real
'与烘丝机水分控制稳定阶段出口物料水分均值的差值，其定义为数据g。则g的定义公式为下式(3)所示：
根据阶跃信号持续的作用，记录上述g值，打点到以时间t为横坐标的坐标上，拟合出曲线g(t)；g(t)曲线前半部分g(t)＝0的部分时间t的长度约为τ的值，上述认为τ≈τ
o
；g(t)曲线后半部分g(t)>0的部分向左平移τ个时间单位，得到y(t)；由前面推导可得出，y(t)为两个或三个自衡单容过程的级联模型的阶跃时域响应曲线，y(t)下式(4)、(5)所示：或者其中，y(t)为多阶跃响应函数，计算出两个自衡单容过程的级联模型传递函数中的K、T1、T2三个参数值的方法如下：静态放大系数K为阶跃相应曲线的稳态值y(∞)与阶跃扰动增量值A之比，即下式(6)所示：其中，y(∞)直接可从曲线中获取，也可以将采集时域拓宽后的y(t)最大值约等于y(∞)，即令max(y(t))≈y(∞),t值足够大；再定义一个函数f(t),令由于多阶滞后的模型具有自平衡能力，属于自恒过程；阶跃相应必收敛于固定值，其值定义为y(∞)，将y(t)与y(∞)的比值定义为函数f(t)，在函数f(t)的曲线上选取两个不同的时间变量t1和t2，其对应f(t)函数值为f(t1)和f(t2)，其中τ<t1<t2；令f(t1)＝0.4，f(t2)＝0.8，通过计算机绘图法可以得出t1、t2的值；进入烘丝机水分控制稳定阶段，可多次进行阶跃响应的试验，获取多次阶跃响应曲线，利用计算机曲线拟合技术与打点技术进行多次求解，记录每次得到的t1、t2的值，最后取平均值作为t1、t2值的近似解；将多次试验均值作为t1、t2值的近似解，定义公式如下下式(7)、(8)所示：下式(7)、(8)所示：其中，N代表试验次数，分子求和公式代表t1、t2多次试验值的总和；
计算出的值，定义为值k，即利用与的比值推导出多阶的次数与最终的传递函数。2.如权利要求1所述的一种试验获取制丝烘丝机物料水分控制模型的方法，其特征在于，在步骤S2中，烘丝机水分稳定阶段的定义为：烘丝机相应的出口物料含水率控制回路中的热风温度1#PID回路、筒壁温度2#PID回路、出口物料水分3#PID控制回路进入水分控制状态；其中，热风温度1#PID回路的实际值PV1的极差值的保持低于阈值TV1并持续相应的一段时间，控制值CV1的极差值的保持低于阈值TV2并持续相应的一段时间；同理，筒壁温度2#PID回路的实际值PV2的极差值的保持低于阈值TV3并持续相应的一段时间，控制值CV2的极差值的保持低于阈值TV4并持续相应的一段时间；同样地，出口物料水分3#PID控制回路的实际值PV3的极差值的保持低于阈值TV5并持续相应的一段时间，控制值CV3的极差值的保持低于阈值TV6并持续相应的一段时间；基于数学公式的描述为：|PV1(max)
‑
PV1(min)|<TV1,且持续时长超过time1.|CV1(max)
‑
CV1(min)|<TV2,且持续时长超过time1.|PV2(max)
‑
PV2(min)|<TV3,且持续时长超过time2.|CV2(max)
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CV2(min)|<TV4,且...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭奔，周广睿，乐欢，李汉莹，
申请(专利权)人：浙江中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：