本发明专利技术涉及称重式塑料原料配料机，属于塑料配料控制领域。一种称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，其特征在于：包括将所述称重式塑料原料配料机的送料过程分解为两步过程的步骤，即第一步过程为送料螺杆与原料颗粒间摩擦造成的非光滑非线性的间隙特性部分，第二步过程为由带有纯延迟的一阶惯性线性动态子模型来进行描述的计量缓冲室因为第一步的原因产生的重量变化，还包括以该两步过程的数学模型为基础，采用不定方程的非光滑多步预测的方法得到送料过程的预测模型和非光滑预测控制策略，根据预测控制策略进行预测控制的步骤。本发明专利技术无需对送料误差进行直接补偿，避免了对非光滑间隙求逆的难题，简化了控制系统结构，降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及称重式塑料原料配料机，属于塑料配料控制领域。，其特征在于：包括将所述称重式塑料原料配料机的送料过程分解为两步过程的步骤，即第一步过程为送料螺杆与原料颗粒间摩擦造成的非光滑非线性的间隙特性部分，第二步过程为由带有纯延迟的一阶惯性线性动态子模型来进行描述的计量缓冲室因为第一步的原因产生的重量变化，还包括以该两步过程的数学模型为基础，采用不定方程的非光滑多步预测的方法得到送料过程的预测模型和非光滑预测控制策略，根据预测控制策略进行预测控制的步骤。本专利技术无需对送料误差进行直接补偿，避免了对非光滑间隙求逆的难题，简化了控制系统结构，降低了成本。【专利说明】
本专利技术涉及称重式塑料配料机，尤其涉及称重式塑料配料机送料过程的非光滑多步预测控制方法。
技术介绍
称重式塑料原料配料机，是一种分批次计量、连续式塑料原料供料的重量式配料系统。在该系统中，计量缓冲室带有一个称重元件，原料经双送料螺杆带动依次加入计量缓冲室的称台中，依配方完成一个批量后，称重容器会将里面的原料排放到其下方的搅拌室中进行混合，供给后续造粒、挤出等制造过程使用。具体原理结构如附图1所示，其中，塑料原料颗粒经由电机驱动的送料螺杆作用，将原料经送料管连续送到计量缓冲室，进行称重后，经出料口送到下一工序。原料经出料口排放到搅拌室中，均匀混合后，供给塑料造粒、挤出等制造过程使用。由于塑料原料颗粒之间滚动摩擦和送料螺杆传动的齿隙等非光滑非线性作用，导致配料控制出现大波动和称重计量误差大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，采用非光滑多步预测控制方法，补偿送料过程中原料颗粒间滚动摩擦和双螺杆齿隙等非光滑非线性影响，解决现在计量误差波动大的缺陷，达到准确配料的目的。技术方案本专利技术将称重式塑料原料配料机的送料过程分解为两步过程，第一步过程为送料螺杆与原料颗粒间摩擦造成的非光滑非线性的间隙特性部分，第二步过程为由带有纯延迟的一阶惯性线性动态子模型来进行描述的计量缓冲室因为第一步的原因产生的重量变化；所述第一步过程的间隙特性再进行分解，得到间隙特性的模型为:【权利要求】1.，所述塑料原料配料机经过变频器对电机进行调速带动送料螺杆的转动，推动送料管内原料向前运动，其特征在于:包括将所述称重式塑料原料配料机的送料过程分解为两步过程的步骤，即第一步过程为送料螺杆与原料颗粒间摩擦造成的非光滑非线性的间隙特性部分，第二步过程为由带有纯延迟的一阶惯性线性动态子模型来描述计量缓冲室因为第一步的原因而产生的重量变化； 对所述第一步过程的间隙特性再进行分解，得到间隙特性的模型为: 2.如权利要求1所述的称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，其特征在于:所述两步过程的数学模型合起来组成了送料过程的机械传动的数学模型，根据Diophantine方程,相应的多步超前预测模型为: 3.如权利要求2所述的称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，其特征在于:根据描述称重送料过程的多步超前预测模型和电机转角与原料重量之间的关系，通过优化性能指标而得到相应的非光滑多步预测控制策略: 4.如权利要求3所述的称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，其特征在于:根据多步预测控制策略，对于重量给定的控制误差界进行计算和判断，在不需直接补偿送料过程存在的间隙特性影响的情况下，直接得到非光滑控制量后输出到变频器控制电机的转速从而对送料量进行控制。5.如权利要求1所述的称重式塑料原料配料机送料过程的非光滑预测控制方法，其特征在于:采用角编码器作为电机转角传感器，对其测量值进行解码和差分后获得驱动电机转速。6.如权利要求1所述的称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，其特征在于:将重量传感器输出按设定时 间求和，得到原料计量重量值y(k)作为系统输出变量。【文档编号】G05B13/04GK103558760SQ201310536451【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日 【专利技术者】谭永红, 陈辉, 董瑞丽, 何宏 申请人:上海师范大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，所述塑料原料配料机经过变频器对电机进行调速带动送料螺杆的转动，推动送料管内原料向前运动，其特征在于：包括将所述称重式塑料原料配料机的送料过程分解为两步过程的步骤，即第一步过程为送料螺杆与原料颗粒间摩擦造成的非光滑非线性的间隙特性部分，第二步过程为由带有纯延迟的一阶惯性线性动态子模型来描述计量缓冲室因为第一步的原因而产生的重量变化；对所述第一步过程的间隙特性再进行分解，得到间隙特性的模型为：x^(k)=m^1(u(k)-D^1),u(k)>x^(k-1)m^1+D^1andu(k)>u(k-1)x^(k-1),x^(k-1)m^2-D^2≤u(k)≤x^(k-1)m^1+D^1m^2(u(k)+D^2),u(k)<x^(k-1)m^2-D^2andu(k)<u(k-1)其中：和分别是间隙模型上升和下降的斜率，和分别是模型上升和下降的记忆区的绝对值，并且和u(k)为电机的输出转角信号即系统的输入信号，x(k)为间隙特性的输出；所述第二步过程的一阶惯性线性动态子模型为：其中：y(k)计量缓冲室重量，d是原料的传输延迟，和是线性子模型的系数；还包括以上述数学模型为基础，采用不定方程的非光滑多步预测的方法得到送料过程的预测模型和预测控制策略，根据预测控制策略进行预测控制的步骤。FDA0000407444800000012.jpg,FDA0000407444800000013.jpg,FDA0000407444800000014.jpg,FDA0000407444800000015.jpg,FDA0000407444800000016.jpg,FDA0000407444800000017.jpg,FDA0000407444800000018.jpg,FDA0000407444800000019.jpg,FDA00004074448000000110.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭永红，陈辉，董瑞丽，何宏，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：
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