一种高精度烟丝水分控制方法及其控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高精度烟丝水分控制方法，包括以下步骤：1水分偏差及偏差变化率计算单元得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；2梯次选择单元对烟丝水分进行控制和调节；3根据步骤1双反馈加抗扰动量控制单元对加水量进行修正；4根据步骤2双反馈加抗扰动量控制单元在水分控制系统的输出值加上扰动量，加强水分控制的稳定性及精度。本发明专利技术还涉及一种高精度烟丝水分控制系统，包括：水分偏差及偏差变化率计算单元、梯次选择单元和双反馈加抗扰动量控制单元；水分偏差及偏差变化率计算单元得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；梯次选择单元对烟丝水分进行控制和调节；双反馈加抗扰动量控制单元最终水分控制的稳定性及精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种高精度烟丝水分控制方法，包括以下步骤：1水分偏差及偏差变化率计算单元得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；2梯次选择单元对烟丝水分进行控制和调节；3根据步骤1双反馈加抗扰动量控制单元对加水量进行修正；4根据步骤2双反馈加抗扰动量控制单元在水分控制系统的输出值加上扰动量，加强水分控制的稳定性及精度。本专利技术还涉及一种高精度烟丝水分控制系统，包括：水分偏差及偏差变化率计算单元、梯次选择单元和双反馈加抗扰动量控制单元；水分偏差及偏差变化率计算单元得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；梯次选择单元对烟丝水分进行控制和调节；双反馈加抗扰动量控制单元最终水分控制的稳定性及精度。【专利说明】一种高精度烟丝水分控制方法及其控制系统
本专利技术涉及一种烟丝水分控制方法及其控制系统，具体涉及一种分梯次、双反馈加抗扰动量的高精度的烟丝水分自动控制方法及其控制系统。
技术介绍
本专利技术适用于目前烟厂制丝线烟丝水分控制。目前制丝线水分控制系统在控制水分误差的调解过程中可能会出现震荡甚至失稳，其原因是由于在系统中存有较大惯性环节或存有滞后组件，我们可以叫做控制过程的动态特性，考虑到水分控制过程的动态特性，通常动态特性依次分为起始调节过程，转折、过渡过程，趋稳过程以及系统稳定过程四个梯次，因为在不同的梯次中如果应用相同的参数的回路控制，对系统的稳定性会造成很大的影响。况且在控制过程中有外界环境的扰动，对控制精度要求及系统的稳定性也十分不利。目前的技术中，当烟丝水分控制系统检测到烟丝实际水分与出口水分设定值有偏差时，PID控制器输入端对加水初始值进行修正，在烟丝水分控制过程中，过程加水量的设定值=加水前水分值+修正值。而PID控制器根据烟丝水分的实际加水流量，发出控制信号去调节，解决了现场扰动因素，保证实际加水量趋向于过程加水量的设定值，从而确保了烟丝出口水分的稳定性，这就是平常所说水分单闭环控制。但是目前的正常水分单闭环控制无法解决不同的梯次中应用相同的参数的回路控制会对系统的稳定性会造成很大的影响的问题。因此，就需要一种分梯次、双反馈加抗扰动量的控制方法来解决水分控制过程中的稳定性及高精度性。
技术实现思路
本专利技术的要解决的技术问题是提供一种烟丝水分的分梯次、双反馈加抗扰动量，能够解决烟丝在生产过程中的不稳定现象、提高烟丝的水分控制精度的控制方法及其控制系统。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为，一种高精度烟丝水分控制方法，包括以下步骤:步骤一、采集烟丝初始水分数据，将采集得到的数据传输到水分偏差及偏差变化率计算单元，该水分偏差及偏差变化率计算单元将所述烟丝初始水分数据与工艺控制要求的水分值作差计算得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；步骤二、将所述烟丝水分偏差值和偏差变化率传输给梯次选择单元，该梯次选择单元对不同梯次情况下的烟丝水分进行控制和调节；步骤三、根据步骤一得到的偏差精度，由双反馈加抗扰动量控制单元的精度PID控制模块控制，对加水量进行修正。所述步骤二包括以下步骤:(一)当梯次选择单元判断出水分偏差和变化率在大于90%范围时，根据水分控制设定的比例系数给出水分控制量，若水分调节在200秒内达不到所述设定的比例系数，则应将水分控制系统比例系数增大一倍，反之，则应将比例系数减小一倍；(二)当梯次选择单元判断出水分偏差和偏差变化率在45%~90%之间时，快速减小0.5%的烟丝水分控制量，使水分控制快速回到稳定状态；(三)当梯次选择单元判断出水分偏差和偏差变化率在10%~45%之间时，快速增大 0.5%的烟丝水分控制量，使水分控制快速回到稳定状态；(四)当梯次择单元判断出水分偏差和偏差变化率在小于10%范围时，采用水分单闭环控制；(五)所述梯次选择单元在不同梯次下获取影响水分控制系统稳定性的参数变化情况。还包括:步骤四、根据步骤二得到的影响水分控制系统稳定性的参数变化情况，双反馈加抗扰动量控制单元的抗扰PID控制模块在水分控制系统的输出值加上扰动量，加强水分控制的稳定性及精度。所述影响水分控制系统稳定性的参数包括水的压力变化、蒸汽压力变化、排潮风门开度。所述初始水分数据包括加水前水分值、加水后水分值及加水流量。所述所述设定的比例系数为1.5%。一种高精度烟丝水分控制系统，包括:水分偏差及偏差变化率计算单元、梯次选择单元和双反馈加抗扰动量控制单元；所述水分偏差及偏差变化率计算单元将采集得到的烟丝初始水分数据与工艺控制要求的水分值作差计算得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；所述梯次选择单元根据从水分偏差及偏差变化率计算单元获取的烟丝水分偏差值、偏差变化率对不同梯次情况下的烟丝水分进行控制和调节，同时获取影响水分控制系统稳定性的参数变化情况；所述双反馈加抗扰动量控制单元包括精度PID控制模块和抗扰PID控制模块；精度PID控制模块获取由水分偏差及偏差变化率计算单元传递来的偏差精度，进而对加水量进行修正；所述抗扰PID控制模块从梯次单元获取影响水分控制系统稳定性的参数变化情况，进而在水分控制系统的输出值加上扰动量，加强水分控制的稳定性及精度。所述梯次选择单元判断出水分偏差和偏差变化率在大于90%范围内时，根据水分控制设定的比例系数给出水分控制量，若水分调节在200秒内达不到所述设定的比例系数，则应将水分控制系统比例系数增大一倍，反之，则应将比例系数减小一倍；所述梯次选择单元判断出水分偏差和偏差变化率在45%~90%之间时，快速减小0.5%的烟丝水分控制量，使水分控制快速回到稳定状态；所述梯次选择单元判断出水分偏差和偏差变化率在10%~45%之间时，快速增大0.5%的烟丝水分控制量，使水分控制快速回到稳定状态；所述梯次选择单元判断出水分偏差和偏差变化率在小于10%范围内时，采用正常水分单闭环控制。本专利技术的有益效果:(1)解决了烟丝在生产过程中的不稳定现象；(2)提高烟丝的水分控制精度，使烟丝水分从原来的基础上提高3%?5%; (3)解决了在生产过程中的外界环境对烟丝水分的干扰。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术一种高精度烟丝水分控制方法中涉及的动态特性图；图2为本专利技术一种高精度烟丝水分控制系统示意图。其中，I为水分偏差及偏差变化率计算单元；2为梯次选择单元；3为双反馈加抗扰动量控制单元；301为精度PID控制模块；302为抗扰PID控制模块。【具体实施方式】以下结合图1、图2和实施例对本专利技术做进一步描述。本专利技术一种高精度烟丝水分控制方法，包括以下步骤:步骤一、通过仪表采集烟丝初始水分数据，包括加水前水分值、加水后水分值及加水流量；将采集得到的烟丝初始水分数据传输到水分偏差及偏差变化率计算单元1，该水分偏差及偏差变化率计算单元I将所述烟丝水分数据与工艺控制要求的水分值作差计算得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；步骤二、将所述烟丝水分偏差和偏差变化率传输给梯次选择单元2，通过梯次选择单元2对不同梯次情况下(如图1所示)的烟丝水分进行控制和调节，包括以下步骤:(一)当梯次选择单元2判断出水分偏差和变化率较大时，处于烟丝水分控制系统起始调节过程，系统将根据水分控制设定的比例系数给出水分控制量，若水分调节在200秒内达不到所述设定的比例系数，即若水分调节上升太慢或拐点过低，则应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度烟丝水分控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、采集烟丝初始水分数据，将采集得到的数据传输到水分偏差及偏差变化率计算单元，该水分偏差及偏差变化率计算单元将所述烟丝初始水分数据与工艺控制要求的水分值作差计算得到烟丝水分偏差值、偏差变化率及偏差精度；步骤二、将所述烟丝水分偏差值和偏差变化率传输给梯次选择单元，该梯次选择单元对不同梯次情况下的烟丝水分进行控制和调节；步骤三、根据步骤一得到的偏差精度，由双反馈加抗扰动量控制单元的精度PID控制模块控制，对加水量进行修正。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李圣武，胡桂廷，陈向东，薛劲松，毛晶晶，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，北京天高智机技术开发公司，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：