一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，构建物理碾米机对象的虚拟孪生体，对大米加工过程进行实时仿真、智能分析，以实现对碾米过程的智能控制，包括采集碾米机组历史数据、计算碾米机组每台碾米机的相对流速变化量、确定出口阀开合度和相对流速变化量关系模型、确定出口阀开合度、即时电流、碾米电流模型关系、保持碾米机组碾磨电流之和恒定。电流之和恒定。电流之和恒定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法


[0001]本专利技术属于大米加工
，具体涉及一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法。

技术介绍

[0002]碾米机是大米加工环节不可或缺的一种设备，其主要用于糙米碾白，米粒与米糠分离。而保证碾米机流量平衡是稳定生产、降低碎米的关键，流量过大，导致碎米增加、碾白不匀、碾米机堵塞；流量过小，导致米粒流体密度减少，碾白室压力减小，降低碾白效果。在实际生产过程中，需要产线人员依据人工经验，在保证工艺稳定的情况下，对碾米机的参数进行调整，实现碾米机组流量平衡以及工艺稳定，保障产线设备之间碾米效率的动态平衡以及质量的提升。近年来，稻米加工业也开始朝着智能化方向发展，其中数字孪生技术成为加工工业智能化的一种可行有效的方法。因此，本专利技术提出了一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，通过碾米机组的状态数据、设置参数、设备静态特征等数据构建碾米机组数字孪生模型，并使用多模型融合的方法实现碾米机组流量平衡与工艺稳。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，构建物理碾米机对象的虚拟孪生体，对大米加工过程进行实时仿真、智能分析，以实现对碾米过程的智能控制，包括采集碾米机组历史数据、计算碾米机组每台碾米机的相对流速变化量、确定出口阀开合度和相对流速变化量关系模型、确定出口阀开合度、即时电流、碾米电流模型关系、保持碾米机组碾磨电流之和恒定。
[0006]一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，包括如下步骤：
[0007]S1、数字孪生模型构建；采集碾米机组历史数据，包括设备静态特征、运行数据、设置参数等，依托碾米机机理构建碾米机组数字孪生模型；
[0008]S2、计算碾米机组每台碾米机的相对流速变化量；收集经过碾米机料仓中各个料位计的时间、料仓的半径、高度、料位计之间的高度差、横切面积。建立碾米机相对流速计算的数学模型，计算各台碾米机的相对流速变化量；
[0009]S3、构建出口阀开合度与相对流速变化量关系模型；通过分析碾米机运行流程可知，影响出口阀开合度的因素还包括上一个米仓出口阀的开合度，因此根据上一个米仓开合度、本米仓开合度和相对流速变化量等特征建立时间序列预测模型，预测出下一时刻的出口阀开合度；
[0010]S4、构建基于出口阀开合度、即时电流等特征的碾米电流预测模型关系；通过相关系数模型确定该模型输入参数，建立碾磨电流预测模型，预测碾米机组各台碾米机的碾磨
电流；
[0011]S5、保证恒定的目标电流；为了获得较好的碾米工艺，在碾米机运行过程，需保持稳定的磨削力，反映到碾米机设置参数中，则碾米机组需保持恒定的碾磨电流总和。在碾米机组碾磨电流总和为定值约束条件下，调节各碾米机碾磨电流值的大小；
[0012]S6、将步骤5得到的碾米机组中各碾米机碾磨电流输入数字孪生模型中，对结果进行验证，将验证结果反馈到实际生产过程中，指导实现碾米机组智能控制。
[0013]本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，与现有技术相比，具有以下优点：
[0014](1)、将数字孪生技术应用于碾米机组智能控制中，通过研究碾米机机理构建碾米机孪生体数据体系，并使用数据分析模型、物理仿真模型构造碾米机数字孪生体，实现碾米机组的建模与仿真。
[0015](2)、多模型融合方法实现了对碾米机组流量平衡以及工艺稳定的智能控制，对比依靠人工经验的传统方法来说，本方法更加精准性，更具有实时性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术碾米机流量平衡智能控制方法流程图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术提供了如图1所示的一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，构建物理碾米机对象的虚拟孪生体，对大米加工过程进行实时仿真、智能分析，以实现对碾米过程的智能控制，包括采集碾米机组历史数据、计算碾米机组每台碾米机的相对流速变化量、确定出口阀开合度和相对流速变化量关系模型、确定出口阀开合度、即时电流、碾米电流模型关系、保持碾米机组碾磨电流之和恒定。
[0019]一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，包括如下步骤：
[0020]S1、数字孪生模型构建；采集碾米机组历史数据，包括设备静态特征、运行数据、设置参数等，依托碾米机机理构建碾米机组数字孪生模型；
[0021]S2、计算碾米机组每台碾米机的相对流速变化量；收集经过碾米机料仓中各个料位计的时间、料仓的半径、高度、料位计之间的高度差、横切面积；建立碾米机相对流速计算的数学模型，计算各台碾米机的相对流速变化量，当碾米机组中的各碾米机的相对流速为0时，流量达到平衡，但实际情况中，存在测量误差等情况，因此设定当各碾米机的相对流速满足一定区间时，即认定为达到流量平衡；
[0022]S3、构建出口阀开合度与相对流速变化量关系模型；通过分析碾米机运行流程可知，影响出口阀开合度的因素还包括上一个米仓出口阀的开合度，因此根据上一个米仓开合度、本米仓开合度和相对流速变化量等特征建立时间序列预测模型，预测出下一时刻的
出口阀开合度，根据碾米机运行机理可知，当改变出口阀门开合度时，会导致该碾米机大米流速发生变化；因此构建智能模型计算出口阀门开合度与相对流速变化量的关系模型，实现通过调节出口阀开合度控制碾米机相对流速，从而达到流量平衡；
[0023]出口阀门开合度＝F(相对流速变化量,上一个米仓出口阀开合度、本米仓开合度等参数)
[0024]S4、构建基于出口阀开合度、即时电流等特征的碾米电流预测模型关系；通过相关系数模型确定该模型输入参数，建立碾磨电流预测模型，预测碾米机组各台碾米机的碾磨电流；由于出口阀门的开合度是由机器根据设备中的电流自动调整，无法通过人力调节；因此为了实现流量平衡，最终通过调整单台碾米机碾磨电流的大小进行控制；
[0025]碾磨电流＝F(即时电流，出口阀门开合度等参数)
[0026]S5、保证恒定的目标电流；为了获得较好的碾米工艺，在碾米机运行过程，需保持稳定的磨削力，反映到碾米机设置参数中，则碾米机组需保持恒定的碾磨电流总和。在碾米机组碾磨电流总和为定值约束条件下，调节各碾米机碾磨电流值的大小；
[0027]S6、将步骤5得到的碾米机组中各碾米机碾磨电流输入数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，其特征在于：构建物理碾米机对象的虚拟孪生体，对大米加工过程进行实时仿真、智能分析，以实现对碾米过程的智能控制，包括采集碾米机组历史数据、计算碾米机组每台碾米机的相对流速变化量、确定出口阀开合度和相对流速变化量关系模型、确定出口阀开合度、即时电流、碾米电流模型关系、保持碾米机组碾磨电流之和恒定。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生多模型融合的碾米机组智能控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、数字孪生模型构建；采集碾米机组历史数据，包括设备静态特征、运行数据、设置参数等，依托碾米机机理构建碾米机组数字孪生模型；S2、计算碾米机组每台碾米机的相对流速变化量；收集经过碾米机料仓中各个料位计的时间、料仓的半径、高度、料位计之间的高度差、横切面积。建立碾米机相对流速计算的数学模型，计算各台碾米机的相对流速变化量；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文，崔浩亮，李翰霖，史成洁，
申请(专利权)人：浙江砖助智连科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：