【摘 要】
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目前,水稳拌和站中集料计量系统多采用常规PID控制,但系统常出现振荡、较大超调等现象,且控制参数不能实现动态调节,导致集料计量偏离设计级配。另外,搅拌系统中搅拌装置的参数匹配不合理导致混合料搅拌不均匀的现象也比较常见。针对上述问题,本文采用理论分析和软件模拟仿真相结合的研究方法,以800型水稳拌和站为研究对象,对其计量系统控制算法、搅拌装置的结构及其拌和物料的均匀性进行了研究,旨在提高水泥稳定碎石
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目前,水稳拌和站中集料计量系统多采用常规PID控制,但系统常出现振荡、较大超调等现象,且控制参数不能实现动态调节,导致集料计量偏离设计级配。另外,搅拌系统中搅拌装置的参数匹配不合理导致混合料搅拌不均匀的现象也比较常见。针对上述问题,本文采用理论分析和软件模拟仿真相结合的研究方法,以800型水稳拌和站为研究对象,对其计量系统控制算法、搅拌装置的结构及其拌和物料的均匀性进行了研究,旨在提高水泥稳定碎石的生产质量,进而确保路面基层质量。本文在常规PID控制的基础上引入了BP神经网络,将BP-PID控制方法应用于水泥稳定碎石的集料计量系统中,并使用Matlab软件对常规PID和BP-PID控制下的系统进行了仿真分析,结果表明:采用BP-PID控制的系统的最大超调量相比常规PID控制的降低了16.97%,系统到达稳态的调节时间缩短了25%,且在调节过程中未产生振荡现象,更适合用于集料的计量。针对水稳拌和站原型机搅拌装置中部分参数匹配不合理导致其工作性能不佳的问题,本文参考双卧轴连续式搅拌机的设计经验,从增大叶片回转重叠区域面积、增加拌缸长度、增加搅拌叶片数量等方面对其进行了改进,并使用Ansys Workbench软件对新搅拌装置和原搅拌装置分别进行了结构静力学分析,结果表明:新装置结构设计更合理,力学性能更优,同时对新装置进行了模态分析,得出其工作转速90r/min远小于其最小临界转速1880.58r/min,说明它在工作中不会发生共振;基于水泥稳定碎石具有散体介质的性质,本文使用EDEM软件分别模拟了不同搅拌装置对混合料的拌和过程,结果表明:在搅拌结束时,新搅拌装置作用下的5种物料颗粒的离散系数分别比原搅拌装置作用下的减小了28%、22%、25%、14%、15%,说明混合料在新搅拌装置作用下被拌和的更均匀。
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