物料称重配比系统设计和自适应控制

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现代工业控制过程中,对于电机转速和设备的自动化控制越来越灵活、精细化。由变频器和PLC组成的交流变频调速系统在这两个方面都有着突出的优点。就目前而言,工厂中使用的绝大多数配料配比系统,大多采用的是传统PID控制。传统PID控制算法因其结构简单、稳定性好、容易实现、参数整定比较方便而被广泛使用。但PID的劣势也比较明显,在大误差出现时动态响应并不理想,且对大时延环节的控制效果差等。因此本文主要针对塑料颗粒配比系统的需求,对系统的结构分析和优化,设计了其中一台全自动的物料称重配比系统。
  本文改进了配料系统的机械实验平台。西门子S7-200PLC作为控制器不仅实现模拟量信号滤波和采集,还实现了在线辨识、数据更新、对电机的自适应控制等。即PLC计算出控制量,控制变频器改变电机工作电源频率,达到无极变频调速。另外本文重新设计了称重传感器模拟滤波电路,重新设计了称重传感器底座,减震沙箱以消除干扰和抖动。在介绍建模过程时,从系统模型入手,阐述了本系统中系统参数的时变特性,在辨识方法上对比了常规最小二乘法和带遗忘因子的递推最小二乘法,并对比两种方法的辨识结果。随后提出了使用在线辨识的方法精确地辨识出模型参数解决了模型时变问题。在系统的控制方面,本文涉及了自适应内模控制器对物料称重配比系统的流量实现了精确控制。最后阐述了系统如何采用工业组态软件实现现场数据记录和操作画面,以及一些抗干扰措施。
  本文设计的物料称重配比系统控制精度和效率都很理想。在很大程度上降低了劳动强度,提高了生产效率和产品质量。
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