粉粒体自动校正称量系统研究

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粉粒体物料计量控制系统广泛应用于工业生产的各个领域。传统系统主要依靠人工读取仪表读数,手动控制电磁阀及皮带给料,这种方式效率低下,计量的准确性和产品质量的控制具有很大的波动。随着科技的发展,要求系统具有更高的计量精度及效率。同时,粉粒体由于材料自身原因,容易受环境因素的影响致使计量结果出现较大偏差。针对上述问题,本文研究一种基于Matlab的粉粒体自动校正称量系统。该系统对多种误差因素进行修正,引入迭代学习控制的方法优化和校正系统参数,提高称量精度;为满足计算量要求,利用Matlab软件进行数据处理,实现系统称重实时在线监控;根据粉粒体给料工艺,对系统的硬件及软件部分进行设计,利用PLC的逻辑控制能力实现称重系统自动计量,自动给料;使用Matlab中的GUI设计上位机监控界面,实现计量系统的监控功能。首先,针对粉粒体自动校正称量系统的设计要求进行了功能分析,在此基础上设计了系统的整体结构框架,并且描述了系统的整体工作流程和工作原理,为系统的模型分析提供理论依据。在控制算法方面,针对由数学模型分析不准确带来的误差,在分析系统结构的基础上,根据系统模型对粉粒体自动校正称量系统的误差来源进行详细分析,并且通过对重力加速度的修正,进一步减小了地域差异对称量结果带来的误差;针对环境因素带来的不确定误差,提出一种基于非线性系统辨识的迭代优化控制方法,实现对粉粒体自动校正称量系统的精确控制。在硬件方面,完成了包括称重传感器、PLC等系统主要硬件的选型和设计。在软件方面,根据软件功能设计要求,完成了对系统控制主流程、通信主流程以及软件控制算法的设计。为了实现对系统的实时监控,基于Matlab提供的GUI应用设计了监控软件,它不仅能够监控系统整体的运行状态,同时也能对系统的控制算法进行在线修改,满足工作人员的不同需要,并提供了丰富的功能与更人性化的操作界面设计。最后,为了验证系统的有效性与可靠性,对该系统进行了调试和称重实验,并通过实验结果证明,本文设计的控制系统,能够实现对目标重量的准确称量,并且测量误差满足控制需求。
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