[發明專利]一種自調勻整系統的自適應控制方法

有效

• 申請號: 201110169010.4
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102298323A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 周武能;段學闖;童東兵;王新厚
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術領域

本發明涉及一種自調勻整系統的自適應控制方法，屬于棉紡織自調勻整技術的工業控制領域。

背景技術

自調勻整作為自動調節的一種形式，它能根據輸入棉條(或輸出棉條)的線密度與額定值的差異，改變輸入羅拉(或輸出羅拉)的速度，從而相應地調節牽伸裝置的牽伸倍數。保證輸出棉條的重量在允許的范圍內波動。

自調勻整系統目前根據其控制模式可以分為開環控制、閉環控制和混合環控制。

1)開環自調勻整系統

開環系統的工作原理是“先檢測后勻整”，即通過檢測喂入棉條線密度的變化來進行勻整動作，這種方法需要保證系統的延遲時間與棉條通過檢測點和勻整點之間的時間一致。開環系統對短片段棉條不均有較好的調節效果。但開環系統只進行針對性調節，不能核定調節結果。各環節參數變化或外界干擾引起的偏差也無法修正，易使條子定量產生偏差，所以開環系統運行的穩定性較差。

2)閉環自調勻整系統

閉環控制按反饋原理工作，即先勻整后檢測，因此它存在一個勻整死區，這就決定了閉環系統主要是勻整較長片段的棉條不均。由于閉環系統反饋回路的作用，能自動修正各種因素波動所產生的偏差，故穩定性較好。但是它對短片斷勻整效果不佳，控制針對性不強。

3)混合環自調勻整系統

混合環系統是在牽伸調整系統中既有開環又有閉環，兼有二者的優點。從理論上說這種方法最為科學，但是由于其結構復雜不容易控制而且成本也較高。另外，混合環系統是兩點檢測，一點勻整，一般是在一套模糊規則的基礎上進行模糊控制，其前提就是在一定的誤差基礎之上，而不是實時響應控制。

由于棉條的粗細不勻是一種復雜不規則的波動，而且檢測裝置的測量精度，也容易受到各種非線性因素的影響，例如：給棉的快慢，電子器件工作電壓的波動，測量元件的工作死區等，從而使勻整的效果往往帶有較大的誤差。若勻整時采用閉環系統，常用的控制算法是“比例-積分-微分”(即PID方法)。此時PID起反饋控制的作用，即根據勻整后棉條的線密度與額定值(額定值可根據輸出的設定值和輸入、輸出的額定牽伸倍數確定)的差異調節機器的牽伸倍數，使輸出棉條的線密度保持在設定值附近。對于今天出條速度高達600-1000m/s的高速并條機，PID方法很難滿足控制要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種抑制閉環系統勻整死區影響的自適應控制方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種自調勻整系統的自適應控制方法，其特征在于，步驟為：

步驟1、用雙筆記錄儀記錄在偽碼發生器作用下，自調勻整系統的輸入曲線和輸出曲線；

步驟2、把雙筆記錄儀記錄下來的輸出曲線離散化，根據廣義最小二乘法辨識出自調勻整系統的可控自回歸滑動平均模型，表示為：

其中，d表示輸入對輸出的滯后時間，y_k+d表示k+d時刻自調勻整系統的輸出，u_k表示k時刻的輸入控制量，ξ_k+d表示k+d時刻白噪聲序列，A(z^-1)＝1-a₁z^-1-…-a_nz^-n，B(z^-1)＝b₀+b₁z^-1+…+b_nz^-n，C(z^-1)＝1+c₁z^-1+…+c_nz^-n，其中，u_k·z^-n＝u_k-n，ξ_k+d·z^-n＝ξ_k+d-n，分別表示在k-n時刻的輸入控制量及在k+d-n時刻的白噪聲序列，其他以此類推，a₁至a_n、b₀至b_n及c₁至c_n分別為相應的系數；

步驟3、以穩態方差最小為原則，求出在k時刻使得自調勻整系統在k+d時刻自調勻整系統的輸出y_k+d的穩態方差最小的控制輸入量u_k，