【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固废制砂破碎机控制，具体涉及一种基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料位控制方法。
技术介绍
1、破碎作业是固废制砂的重要环节，实现破碎过程自动化控制的首要任务就是对破碎机的机腔料位进行有效地控制。在料位过高时，容易发生破碎机堵塞的工况，从而不易达到破碎砂石的粒度要求；在料位过低时，则对破碎效率会产生较大影响，进而影响砂石的产量，降低了经济效益。因此实现破碎机的机腔料位高精度控制可显著提高破碎机的破碎能力及整体运行效率，能使得破碎机始终工作在最佳状态，有利于降低生产成本。
2、然而破碎过程具有非线性、不确定性和时滞性等过程特性。传统对机腔料位的控制一般采用pid控制方式，其控制结构简单，但其对系统不确定性、干扰等鲁棒性较差，难以满足破碎过程控制要求。为了提升系统对建模不确定性和外干扰的鲁棒性，自适应鲁棒控制方法被提出，该控制方法在存在建模不确定性和干扰的情况下可以获得较好的跟踪性能，但其只能获得有界稳定的跟踪结果，这对于追求高精度控制的系统而言往往不够。传统滑模鲁棒控制方法利用符号函数可有效地处理系统的建模不确定性和干扰，并获得渐近稳定的跟踪性能，但由于符号函数的不连续性，容易引起控制信号的颤振，这对实际的执行器是不允许的。
3、为了克服传统非线性鲁棒控制方法的缺点，亟需提供一种先进的非线性鲁棒控制方法，以有效抑制系统不确定性和外干扰等问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料位控制方法，采用一种固废制砂破碎机料位控制系统，所述固废制砂破碎机料位控制系统包括储料仓、刮板运输机、破碎机和控制器，所述储料仓的出料端设置在刮板运输机进料端的上方，所述破碎机的进料端设置在刮板运输机出料端的下方，所述控制器分别与储料仓、刮板运输机和破碎机连接；具体包括以下步骤；
3、步骤一：建立固废制砂破碎机破碎过程的数学模型；
4、s11：基于质量流量守恒定理，利用公式(1)表征储料仓输出物料流量和刮板运输机输出物料流量之间的关系，利用公式(2)表征刮板运输机运输物料的流量，利用公式(3)表征刮板运输机输出物料流量和破碎机输入物料流量之间的关系；
5、qc(t)＝qb(t-τ) (1)；
6、qb(t-τ)＝a1ρ1v(t-τ) (2)；
7、qi(t)＝qb(t-τ) (3)；
8、式中，qc(t)为流出储料仓的流量，qb(t)为流出刮板运输机的流量，τ为滞后时间，a1为刮板运输机在物料流方向上的物块的横截面积，ρ1为刮板运输机上物块分布密度，u为刮板运输机的运行速度，qi(t)为流进破碎机的流量；
9、s12：针对破碎机破碎过程，由机腔内的物料平衡关系，根据公式(4)建立破碎机的动态数学模型；
10、
11、式中，qo(t)为流出破碎机的流量，qo(t)＝αh(t)，其中，α为破碎系数，a2为破碎机在物料流垂直方向的横截面积，ρ2为破碎机内物块分布的物料密度，h(t)为破碎腔物料高度；
12、步骤二：建立固废制砂破碎机破碎过程的动力学模型；
13、s21：将公式(3)和公式(4)进行结合得到公式(5)；
14、
15、式中，a2为破碎机在物料流垂直方向的横截面积，ρ2为破碎机内物块分布的物料密度，h(t)为破碎腔物料高度，qo(t)为流出破碎机的流量；
16、s22：将公式(2)和公式(5)进行结合得到公式(6)；
17、
18、s23：对公式(6)进行拉氏变换得到公式(7)；
19、(a2ρ2s+α)h(s)＝a1ρ1v(s)e-τs (7)；
20、s24：根据公式(7)得到破碎过程的传递函数，如公式(8)所示；
21、
22、式中，k是由破碎过程的机械结构决定的常数，k＝a1ρ1/α，t是由破碎过程的过程结构决定的常数，t＝a2ρ2/α；
23、s25：定义状态变量x＝h(t)，利用公式(9)中的状态空间方程表征固废制砂破碎机破碎过程动力学模型；
24、
25、式中：g＝k/t，u(t)＝v(t)，f(x)＝x/t，d(t)＝g(u(t-τ)-u(t))；
26、步骤三：建立基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料位控制模型；
27、s31：利用公式(10)定义破碎机料位跟踪误差z；
28、z＝x-xd (10)；
29、式中：z表示破碎机料位跟踪误差；
30、s32：利用公式(11)定义辅助的误差信号r(t)；
31、
32、式中：k1为正的控制参数；
33、s33：对公式(10)求导并结合公式(9)将公式(11)进行展开得到公式(12)；
34、
35、s34：利用公式(13)表征系统的控制输入u，利用公式(14)表征鲁棒控制项us，利用公式(15)表征基于模型的补偿项ua，利用公式(16)表征线性鲁棒控制项us1，利用公式(17)表征非线性积分鲁棒控制项us2；
36、u＝(ua+us)/g (13)；
37、us＝us1+us2 (14)；
38、
39、us1＝-k1z-krz (16)；
40、
41、式中，控制增益kr为正数；β为非线性鲁棒控制增益，β≥δ1+δ2/k2；sgn(z)表示符号函数，
42、s35：将公式(13)、公式(14)、公式(15)、公式(16)和公式(17)代入公式(12)得到公式(18)；
43、r＝-krz+d+us2 (18)；
44、s36：对公式(18)进行求导得到公式(19)；
45、
46、步骤四：基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料位控制方法稳定性分析，得到系统全局渐近稳定的结果；
47、s41：利用公式(20)定义辅助函数l(t)；利用公式(21)定义辅助函数p(t)；
48、
49、
50、式中，z(0)和分别表示z和的初始值；
51、s42：利用公式(22)定义李雅普诺夫函数；
52、
53、s43：对公式(22)求导并结合公式(11)和公式(19)得到公式(23)；
54、
55、s4本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料位控制方法，采用一种固废制砂破碎机料位控制系统，所述固废制砂破碎机料位控制系统包括储料仓、刮板运输机、破碎机和控制器，所述储料仓的出料端设置在刮板运输机进料端的上方，所述破碎机的进料端设置在刮板运输机出料端的下方，所述控制器分别与储料仓、刮板运输机和破碎机连接；其特征在于，具体包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的一种基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料位控制方法，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
【技术特征摘要】
1.一种基于误差符号积分鲁棒的固废制砂破碎机料位控制方法，采用一种固废制砂破碎机料位控制系统，所述固废制砂破碎机料位控制系统包括储料仓、刮板运输机、破碎机和控制器，所述储料仓的出料端设置在刮板运输机进料端的上方，所述破碎机的进料端设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯友夫，马玲，王忠利，
申请(专利权)人：江苏五洋停车产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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