[發明專利]基于觀測法的壓電振動送料器無傳感器調速控制器及方法

有效

• 申請號: 201210430370.X
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102887345A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 董維杰;馬超凡;王英俊;白鳳仙
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B65G43/00
• 分類號: B65G43/00;B65G27/16
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

1.一種基于觀測法的壓電振動送料器無傳感器調速控制器，其特征是：

該無傳感器調速控制器包括整流濾波穩壓電路(11)、逆變電路(12)、驅動電壓濾波電路(13)、采樣電阻(14)、壓電振子電荷提取電路(15)、處理器(16)、顯示面板(17)和鍵盤(18)，壓電振子電荷提取電路(15)包括線性光電耦合電路(19)、低通濾波器(20)、積分電路(21)和峰值保持電路（22），采樣電阻(14)將壓電振子電電流轉換為電壓，通過線性光電耦合電路(19)將壓電振動送料器的高驅動電壓端與低壓的信號采集電路隔離，再傳送到低通濾波器(20)濾除驅動電壓頻率以上的高頻干擾，積分電路(21)將壓電振子電流轉化為電荷，峰值保持電路(22)捕獲壓電振子電荷振幅，壓電振子電荷振幅的采樣電壓傳送給處理器(16)。

2.一種壓電振動送料器無傳感器調速控制方法，采用權利要求1所述的一種基于觀測法的壓電振動送料器無傳感器調速控制器，其特征在于:

采用壓電振動送料器的壓電振子(10)既作激振器又作振動傳感器，送料速度υ、物料重量F、壓電振子電荷振幅采樣電壓V_out和壓電振子驅動電壓振幅V_in之間的關系模型為

υ=γF+ηVin---(6)]]>

υ=αVout-βVin---(9)]]>

應用于具體型號壓電振動送料器之前，首先固定驅動電壓振幅V_in，改變三次物料重量，記錄相應的送料速度υ和壓電振子電荷振幅采樣電壓V_out的數值，代入式(6)和(9)，用最小二乘法辨識出γ、η、α、β比例系數，燒寫入處理器(16)的程序存儲器中；然后根據壓電振子電荷振幅采樣電壓V_out和壓電振子驅動電壓振幅V_in的數值，由式(6)和(9)計算實際工況下的送料速度υ和物料重量F，無需外部振幅傳感器實現振動信息的反饋；

給出壓電振子電荷振幅采樣電壓變化ΔV_out與物料重量變化ΔF之間的關系為

ΔF=αγΔVout---(12)]]>

根據壓電振子電荷振幅采樣電壓的變化量ΔV_out，確定下一個控制周期施加于壓電振子上的驅動電壓振幅V_in的調整量ΔV_in

ΔVin=-αηΔVout---(15)]]>

處理器(16)按照式(15)運行控制算法，給出所需頻率和占空比的SPWM波，作為逆變電路(12)的控制脈沖，進而調整施加于壓電振子(10)上的驅動電壓V_in(t)，最終使壓電振動送料器在物料發生增減變化后仍能保持設定送料速度。