称重控制仪的各种算法
1)定时采样
称重控制器按照2ms中断采集一个数据,10次为一个周期对机械下料过程中检测到的动态数据进行采样、滤波。由于动态定量计量的特殊性,可将滤波处理分成两个部分:一部分用来滤除物料下落过程中引起的冲击、振动的影响。为了有效地滤除这类干扰,获得真实的数据,在程序中引入了两个判别数据真伪的限制函数,即:xn-xn-1≥0(1)xn-xn-1≤em(2)式中,xn为本次采样值;xn-1为上次采样值;em为门限值。物料在下落过程中,称重斗内质量累计增长,因此,当前采样值xn一定大于或等于上次采样值xn-1即应满足式(1);又因为物料是以一定速度下落的,相邻两次采样值之差一定小于或等于某个门限值em即满足式(2)。对本装置而言,定时采样约为2ms,其平均下料量(按3s重量达到额定值的95%计算)为01016kgΠ2ms,AΠD转换器的分辨率为01007kg。故取em=0102。凡不能同时满足式(1),式(2)的采样数据均视为无效,在下一步求平均值时将其去掉。另一部分为了滤除工频干扰,选定采样周期为20ms。即定时采样10次求平均、滤波,消除工频干扰,获得真实数据。
2)自适应控制算法
在动态定量计量中,计量精度不仅取决于测量精度,也取决于控制精度。特别要在满足高速装料(200～300Πh)的情况下,保证装袋的计量精度为±4‰,控制精度起着重要作用。在机械系统设计中,本文从结构上充分地考虑了机械系统内在的因素,为软件控制奠定了基础。但是由于物料来料流量不稳定以及机械惯性所造成的纯滞后,给提高控制精度带来了很大困难。
通常可根据操作经验给出一个控制提前量,但是这种固定不变的控制模式往往不能满足控制要求。为此本文设计了自适应控制算法。具体思路是:将整个装料时间划分为几个阶段,按照流量2时间曲线分别采用不同的控制模型控制,并根据每次实际控制效果来辩识下一次的控制值。这样除**袋是人为设置的控制值外,以后各袋均根据上一次的控制效果或产生的错误来加以修正。
3)端口刷新
为了提高称重控制系统的抗干扰能力,除电路硬件设计中考虑抗干扰措施外,在软件设计中,利用定时端口刷新的方法,对系统的开关量、显示数据等进行定时刷新,确保输出逻辑关系准确无误。
4)测试模块
为提高系统的可维护性,便于维护人员及时查找分析处理故障,在控制软件中设计了一套可对系统硬件环境进行测试、故障诊断、系统标定的程序。当系统出现故障时,维护人员可通过键盘按故障性质逐一对系统硬件进行检测。
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