一種基于擠出機電流反饋的磚廠配水方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于自動化控制技術領域，涉及一種基于擠出機電流反饋的磚廠配水方 法。
【背景技術】
[0002] 在磚瓦生產(chǎn)工藝中，粉料的含水率直接影響磚瓦產(chǎn)品的可塑性，只有在適當?shù)暮?水率范圍內(nèi)，才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的成品磚。一般地，當粉料的含水率在10%~20%之間時，粉 料的水分均化程度提高，顆粒變得容易疏解，使其可塑性增強，因此預加水量的多少將對磚 坯的成型構成嚴重影響，進而影響成品磚的質(zhì)量，也影響著磚窯的產(chǎn)量，隨著磚瓦行業(yè)的發(fā) 展，磚瓦生產(chǎn)過程對擠出機前端的粉料配水精度要求越來越高。
[0003] 目前在磚瓦生產(chǎn)過程中預加水的工作大多依靠現(xiàn)場工作人員經(jīng)驗和眼睛觀察手 動調(diào)節(jié)閥門控制粉料配水。這種方式使原料含水量波動較大，使廢坯率及設備故障率大大 提高，此外，磚瓦生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境極為惡劣，空氣中粉塵極多，嚴重影響操作人員的身體健康。 針對以上問題，在磚瓦生產(chǎn)預加水過程中采用一種準確、可靠的磚廠自動配水方法進行生 產(chǎn)是至關重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于擠出機電流反饋的磚廠配水方法，該 方法能夠?qū)崿F(xiàn)磚瓦生產(chǎn)過程預加水的自動配水。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
[0006] 一種基于擠出機電流反饋的磚廠配水方法，該方法包括以下步驟：
[0007] 步驟1)設定擠出機電流期望值，作為整個系統(tǒng)的輸入量；
[0008] 步驟2)在系統(tǒng)輸出端檢測擠出機實際電流值，將實際電流值作為整個系統(tǒng)的輸 出量；
[0009] 步驟3)將擠出機電流偏差值e作為比例控制器的輸入量；所述電流偏差值e為系 統(tǒng)輸出端檢測的擠出機實際電流值與擠出機電流期望值之差；通過比例控制器控制水泵變 頻器的頻率改變水泵轉速，進而控制配水量；
[0010] 步驟4)通過模糊控制器對比例控制器的參數(shù)進行修正。
[0011] 進一步，所述模糊控制器為雙輸入單輸出的模糊控制器；擠出機電流偏差值e及 偏差變化率e。為模糊控制器的輸入量；比例控制器參數(shù)的修正量AKp為模糊控制器的輸出 量。
[0012] 進一步，所述步驟4)模糊控制器對比例控制器的參數(shù)進行修正，具體包括以下步 驟：
[0013] 步驟4. 1)模糊控制器的輸入、輸出變量的模糊化；
[0014] 步驟4. 2)建立模糊控制器的控制規(guī)則；
[0015] 步驟4. 3)模糊控制器輸出變量的解模糊化；
[0016] 步驟4. 4)建立模糊控制表。
[0017] 進一步，所述步驟4. 1)具體包括以下步驟：
[0018] 步驟4. 1. 1)選取模糊控制器的輸入變量和輸出變量；
[0019] 步驟4. 1. 2)定義輸入、輸出變量的論域；根據(jù)輸入變量和輸出變量的實際論域， 將其進行離散化；
[0020] 步驟4. 1. 3)根據(jù)擠出機電機的實際負載大小，確定其模糊化的語言變量及其語 言值；
[0021] 步驟4. 1.4)在各語言變量的所屬論域上定義其語言值的隸屬函數(shù)，并利用隸屬 函數(shù)計算語言值的隸屬度。
[0022] 進一步，所述步驟4. 3)對輸出變量的進行解模糊化，具體包括以下步驟：
[0023] yApl =min{y冊(E)，yNB (Ec)}，
[0024] 其中，yNB(E)為偏差的隸屬度值，yNB(E。）為偏差倒數(shù)的隸屬度值；
[0025] 步驟4. 3. 2)通過以下公式計算比例控制器參數(shù)的修正量AKp，
[0026]
[0027] 其中，upj (AKp)(j= 1，2~n)為某時刻E和Ec的隸屬度對應的AKp的各種組合 隸屬度，n為控制規(guī)則的條數(shù)；AKw.為論域Kp上的實數(shù)值；
[0028] 步驟4. 3. 3)通過以下公式對比例控制器的參數(shù)進行修正；
[0029] Kp=Kp0+AKp，
[0030] 其中，Kp(l為初始值值，AKps比例控制器參數(shù)的修正量。
[0031] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種基于擠出機電流反饋的磚廠配水方 法，在瓦生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)可根據(jù)粉料的質(zhì)量按規(guī)定比例實現(xiàn)自動配水；采用模糊控制算 法，通過擠出機實際電流與期望值的誤差及誤差變化率實現(xiàn)比例系數(shù)的自整定，提高了動 配水精度，提高系統(tǒng)的實時性和準確性。本發(fā)明所述方法解決如下問題：（1)取代了依靠現(xiàn) 場工作人員經(jīng)驗和眼睛觀察手動調(diào)節(jié)閥門控制粉料配水的方法。（2)提高粉料含水量的控 制效果，最終達到提高成品磚質(zhì)量、產(chǎn)量、降低設故障率的目的。（3)將工人從惡劣的工作環(huán) 境中解放出來。
【附圖說明】
[0032] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進 一步的詳細描述，其中：
[0033] 圖1為本發(fā)明所述方法的流程圖；
[0034] 圖2為基于擠出機電流反饋的磚廠配水方法的控制系統(tǒng)結構圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0036] 本發(fā)明提供的一種基于擠出機電流反饋的磚廠配水方法，利用比例控制器調(diào)節(jié)變 頻器頻率從而改變水泵轉速，達到調(diào)節(jié)配水量的控制目的，并利用擠出機電流反饋，通過擠 出機電流偏差e及偏差變化率e。作為模糊控制器的輸入，利用模糊控制器對比例控制器的 參數(shù)進行修正，提高配水控制精度，如圖1所示：該方法包括以下步驟：
[0037] 步驟1)設定擠出機電流期望值，作為整個系統(tǒng)的輸入量；
[0038] 步驟2)在系統(tǒng)輸出端檢測擠出機實際電流值，將實際電流值作為整個系統(tǒng)的輸 出量。圖2為基于擠出機電流反饋的磚廠配水方法的控制系統(tǒng)結構圖。
[0039] 步驟3)將擠出機電流偏差值e作為比例控制器的輸入量；即在系統(tǒng)輸出端檢測擠 出機實際電流值，與系統(tǒng)輸入的電流期望值進行比較，將其偏差作為比例控制器的輸入。配 水量直接影響擠出機的工作狀態(tài)，設計比例控制器，比例控制器控制水泵變頻器的頻率改 變水泵轉速，從而控制配水量。
[0040] 步驟4)設計模糊控制器，將擠出機電流偏差值e及偏差變化率e。作為模糊控制 器的輸入量，將比例控制器參數(shù)的修正量AKp作為模糊控制器的輸出量，設計一個雙輸入 單輸出的模糊控制器，對比例控制器的參數(shù)進行修正。
[0041] 步驟4. 1)輸入、輸出變量的模糊化，具體為：
[0042] 步驟4. 1. 1)選取模糊控制器的輸入變量和輸出變量；
[0043] 模糊控制器的輸入變量選取擠出機實際電流值偏差e和偏差變化率e。;比例控制 器參數(shù)的修正量AKp為模糊控制器的輸出量。
[0044] 步驟4. 1. 2)定義輸入、輸出變量的論域；根據(jù)偏差e和偏差變化率e。的實際論域， 將其進行離散化E和Ec的論域：
[0045]E=Ec= {_6，_5，_4，_3，_2， _1，0,1，2, 3,4, 5,6};
[0046]定義輸出變量論域為：
[0047]厶1^的論域為：{-0.3，-0.2，-0.1，0,0.2,0.2,0.3} 〇
[0048] 步驟4. 1. 3)根據(jù)擠出機電機的實際負載大小，確定其模糊化的語言變量及其語 言值；
[0049] 設電機的正向運行為"正"，反向運行為"負"，定義模糊控制器的輸入變量和輸出 變量語言值模糊子集為：
[0050]"負大"（NB):[-6, -4]，反向運行特大；
[0051] "負中"（NM):[_4, -2]，反向運行較大；
[0052] "負小"（NS):[-2,0]，反向運行較??；
[0053] "零"（ZE) :[0,0]，正中；
[0054] "正小"（PS)