一种称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法

摘要

本发明涉及称重式塑料原料配料机，属于塑料配料控制领域。一种称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，其特征在于：包括将所述称重式塑料原料配料机的送料过程分解为两步过程的步骤，即第一步过程为送料螺杆与原料颗粒间摩擦造成的非光滑非线性的间隙特性部分，第二步过程为由带有纯延迟的一阶惯性线性动态子模型来进行描述的计量缓冲室因为第一步的原因产生的重量变化，还包括以该两步过程的数学模型为基础，采用不定方程的非光滑多步预测的方法得到送料过程的预测模型和非光滑预测控制策略，根据预测控制策略进行预测控制的步骤。本发明无需对送料误差进行直接补偿，避免了对非光滑间隙求逆的难题，简化了控制系统结构，降低了成本。

主权项

1.一种称重式塑料原料配料机送料过程的预测控制方法，所述塑料原料配料机经过变频器对电机进行调速带动送料螺杆的转动，推动送料管内原料向前运动，其特征在于：包括将所述称重式塑料原料配料机的送料过程分解为两步过程的步骤，即第一步过程为送料螺杆与原料颗粒间摩擦造成的非光滑非线性的间隙特性部分，第二步过程为由带有纯延迟的一阶惯性线性动态子模型来描述计量缓冲室因为第一步的原因而产生的重量变化；对所述第一步过程的间隙特性再进行分解，得到间隙特性的模型为：$\hat{x}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}{\hat{m}}_1(u\left(k\right)-{\hat{D}}_1),& u\left(k\right)>\frac{\hat{x}(k-1)}{{\hat{m}}_1}+{\hat{D}}_1\mathrm{andu}\left(k\right)>u(k-1)\\ \hat{x}(k-1),& \frac{\hat{x}(k-1)}{{\hat{m}}_2}-{\hat{D}}_2\le u\left(k\right)\le \frac{\hat{x}(k-1)}{{\hat{m}}_1}+{\hat{D}}_1\\ {\hat{m}}_2(u\left(k\right)+{\hat{D}}_2),& u\left(k\right)<\frac{\hat{x}(k-1)}{{\hat{m}}_2}-{\hat{D}}_2\mathrm{andu}\left(k\right)<u(k-1)\end{array}\right.$其中：和分别是间隙模型上升和下降的斜率，和分别是模型上升和下降的记忆区的绝对值，并且和u(k)为电机的输出转角信号即系统的输入信号，x(k)为间隙特性的输出；所述第二步过程的一阶惯性线性动态子模型为：其中：y(k)计量缓冲室重量，d是原料的传输延迟，和是线性子模型的系数；还包括以上述数学模型为基础，采用不定方程的非光滑多步预测的方法得到送料过程的预测模型和预测控制策略，根据预测控制策略进行预测控制的步骤。