[發明專利]高振強振動機械的智能變頻超前控制系統

無效

• 申請號: 201110051144.6
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102075139A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 劉極峰;楊小蘭;邵祥兵;陸薛彬;任寶軍
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02P27/04
• 分類號: H02P27/04
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 奚勝元

技術領域?????????????????????????????????????????????????????????????

本發明涉及的是一種高振強振動機械的智能變頻超前控制系統，特別是一種高振強振動機械的基于智能變頻的超前控制系統，屬于振動利用工程技術領域。

背景技術

在很多情況下，振動機械需要系統在工作過程中產生的振動，具有高振動強度（簡稱高振強）的特點，具有寬的功率譜曲線的振動性能，來完成一些特殊的作業內容，如振動篩機的透篩率過低、卡篩、板結；振動磨機粉體的不細化、易團聚、反粉碎；各種料倉、料斗、溜槽的倉壁振動工作中物料粘結、起拱、滯留的非正常運動；振動混料機中某些多種物料混合的混合均勻度不高、混合效率過低,?變質量振動輸送機中的瞬態輸送物料集聚的分散、排解等問題，一般振強的振動機械對于這些問題的解決是無能為力的。

然而振動機械的高振強可以在系統中形成一種足夠的強振動應力場，這種高振強及其形成的強振動力場，能打亂物料系統有序的固有振頻分布，提高物料的沖擊、碰撞或剪切、擠壓能力，有利于解決上述振動機械某些特殊的作業要求，但系統產生具有一定持續時間的高振強或瞬態超高振強運動狀態，若不能進行及時、有效控制，將可能引發如下問題：

（1）振動機械局部機體結構強度薄弱處易扭曲、易損壞，而機體質量增加會導致系統能耗、成本迅速增加；

（2）主振彈簧崩裂、激振器軸承過早失效、振動體及振動電機發熱甚至燒毀，主要零部件維修頻次顯著增加；

（3）對基礎的振動力明顯提高、系統噪聲大幅攀升，使操作者和周邊環境受到嚴重影響或無法忍受；

（4）當系統達到或進入高次共振模態區時，將會出現部件瞬間破壞或整機癱瘓、報廢，后果不堪設想。

普通的控制系統對解決上述問題是無能為力的。國內外研究將變頻技術用于振動機械的報道很多，蘇丹應用歐姆龍PLC與上位機通信實現振動機的變頻控制，李來強將神經網絡用于振動機阻尼特性的識別等等，但涉及高振強振動機械的基于智能變頻的超前控制問題未見報道。

發明內容

本發明目的是針對現有技術中的上述問題，提供一種高振強振動機械的智能變頻超前控制系統，是一種高振強振動機械的具有智能變頻功能的超前控制系統，由上位機、PLC、變頻器、振動機、傳感器5部分構成；上位機主要作編程設計及與PLC的通訊，實現程序下載和上存，同時可對PLC程序運行實時監控；PLC作為核心控制器，一方面與上位機交互，可實現編程調整；另一方面通過PLC的智能變頻超前控制軟件（簡稱超前控制軟件），實施對變頻器的變頻控制，達到對振動機高振強、瞬態超高振強及其作用時間的有效控制，以確保振動機的正常運行。

由于高振強狀態下的強非線性和特性振動，會使樣機運行時實際振強等主參數與預設值相差甚遠，出現參數超限超時問題，使系統瞬間失效或癱瘓；構建基于智能變頻的超前控制系統，進行加速度、振強、振幅等主參數的在線監測，通過傳感器信號放大，經PLC的模數轉換、識別算法模塊，對后續振強等主參數的變化規律及可能極值點，進行數據挖掘、超前計算，再經約束條件判斷推理修正，進行變頻控制決策，避免出現振強等主參數的超限或超時給系統帶來的不利影響，實現對磨機的超前控制和系統可靠運轉。

在進行理論分析和實驗的基礎上，構建的智能變頻超前控制系統，實施多波變正弦振頻遞增遞減循環曲線，進行振動參數的在線監測，實現實測前波主參數，預測計算中后波的最大值，經約束條件判斷超限超時數值，進行超前減幅功能，且設置降幅不夠的實際主參數急停功能，達到對振動機械實際高振強值、瞬態超高振強限值及其作用時間的有效控制的目的，使振動機中由高振強形成的強振動力場能得以有效控制，保確系統機體結構及主要零部件的正常功能。

變頻曲線設置成為具有對稱特點的多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環周期特性的變頻控制曲線，在前半周期的遞增區段的前1-2波上，完成對振動機上傳感器反饋主參數信息的實時處理，實現實測前波智能預測計算中波最大值及超前控制減幅功能，達到對振動機高振強、瞬態超高振強及其作用時間的有效控制的目的。

一種高振強振動機械的智能變頻超前控制系統是采取以下技術方案實現：