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 混凝土攪拌站是建筑、道路、橋梁、大壩等施工中必備的施工設(shè)備。它是由供料、貯料、配料、攪拌、出料、控制等系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)部件組成，用于生產(chǎn)混凝土的成套設(shè)備。顯然，它是一個受多環(huán)節(jié)制約的復(fù)雜系統(tǒng)?；炷翑嚢枵镜臄嚢栊阅?、物料動態(tài)配比、物料動態(tài)稱量精度、供水量等直接影響混凝十質(zhì)量。目前，混凝士攪拌站的控制系統(tǒng)多數(shù)仍停留在較低的水平上，尤其是缺乏自檢和控制功能。本文闡述了白適應(yīng)控制在混凝十?dāng)嚢枵?a href="http://www.shgwjz.com/productshow-43-87-1.html">自動配料系統(tǒng)中的應(yīng)用，提出了用自校正方法實現(xiàn)的自適應(yīng)控制方案。

1  背景說明

    混凝土攪拌站自動控制系統(tǒng)是把各種物料（多種規(guī)格石子、砂、水泥、粉煤灰、附加劑和水）按所配方控制計量，然后送攪拌罐攪拌成混凝土，其控制實現(xiàn)的關(guān)鍵是配料控制。

 各種規(guī)格的石子、沙等存放在不同的料倉中，每個料倉由三個控制門，門的開度分別為50% 、  30%和20%。當(dāng)主控制門打開時，相應(yīng)料倉中的料便落入秤斗中，秤斗裝有稱重傳感器，利用該信號微機可測量秤斗中料的重量，秤斗配好料后，微機可控制秤斗打開，讓皮帶機將料送走。由于倉料門不是連續(xù)大小開度，當(dāng)倉料門關(guān)閉時，料倉中還有一些余料要落入秤斗之中，這部分料稱為“落差”、影響“落差”的因素很多，如石子、沙粒大小、倉料儲料的多少等等。

2系統(tǒng)分析

盡管物料種類不同來進(jìn)行分析

其中： U(K)——表示該種物料進(jìn)料機構(gòu)開度控制值

              Y(K)——表示秤斗穩(wěn)定時該種物料秤斗傳感器反饋值

設(shè)：L(K) ——表示K時刻的預(yù)期落差

    P——表示該種物料配料前皮重

    Y——表示該種物料預(yù)期的配料重量

    M(K) ——表示該種物料秤斗傳感器反饋值

則：配料動態(tài)誤差E(K)=P+Y－Y( K)

    由于混凝土配料控制系統(tǒng)是離散的，閥門開度也不連續(xù)，因此其數(shù)學(xué)模型也應(yīng)是離散的，在狀態(tài)空間法中可表示為

  X(K+l)=AX(K)+BU(K)+ ε (K)

  Y(K)=CX(K)+DU(K)+ ζ(K)

其中ε (K)、  ζ(K)代表沙粒的大小、料倉儲料滿淺，沙粒干濕等對落差的影響。

3控制算法

    由于U(K)不是在O~lOO%連續(xù)可調(diào)，且已知料倉由20%，30%，50%三個出料開度的門，故共可有0、20%、30%、50%、70%、80%、l00%等多種開度的組合，從可行性和實用性考慮，確定如下的一種控制范圍

其中Bi為經(jīng)驗設(shè)定值。

4自適應(yīng)應(yīng)用

    對于這樣的系統(tǒng)，由于U(K)不足連續(xù)變化，落差對系統(tǒng)的配料精度至關(guān)重要。影響落差的因素很多，例如，當(dāng)物料倉所儲物料較滿時，由于自身重力的影響落料速度顯然較快，此時落差就較大；反之，則落差較小。因此就必須對落差L(K)進(jìn)行預(yù)測。

    據(jù)系統(tǒng)有：

     Y(K)一M(K)=L(K)+W(K)

其中，W(K)為白噪聲序列

取性能指標(biāo)：  J=minE{[Y一Y(K)]²}

則有

       J=minE{[Y一Y(K) 一M(K) 一W(K) ²}

     =minE([Y一Y(K) 一M(K)]²+W²(K) 一2W(K) [Y一Y(K) 一M( K)]}

    由于W(K)與Y(K)、L(K)相互獨立，且E{W(K)}=0故

J=min{E{W²(K)}+E{[Y(K)+L(K)一Y]})

要使J取得最小值，則Y(K)+L(K) 一Y=0所以，L(K)=Y一Y(K)。

考慮到前面預(yù)測的影響，取

L(K)=(1—η)* L（K一1）+η*[Y—Y(K)]

其中．0<η<=1

5總結(jié)

    自適應(yīng)控制在理論研究上已逐步完善，但在實際應(yīng)用中，尤其在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的還不是十分的普遍，希望應(yīng)用這種方法能在本應(yīng)用系統(tǒng)中取得令人滿意的控制效果。

參考文獻(xiàn)

  [1]鄭大鐘，線性系統(tǒng)理論．清華大學(xué)出版社. 2000

  [2]馮純伯，史維  自適應(yīng)控制  電子工業(yè)出版杜．1986

  [3]周俊.混凝土攪拌站自動控制系統(tǒng). 電子技術(shù)應(yīng)用．1998．(11)

 

 

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