[發(fā)明專利]基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置及其控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710905520.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN107661728B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒細(xì)勇;王月真;胡曉靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): B01F15/04
• 分類號(hào): B01F15/04;B01F15/00;B01F15/02;B01F3/18;B01F11/00;B65B1/32;B65B1/08
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1.基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置，其包括機(jī)架、下料倉、下料閥、計(jì)量斗、稱重模塊、落料閥、混料斗和控制器；

所述下料閥位于下料倉的底部開口處，所述下料倉和下料閥為2～6組，

位于下料閥下方的所述計(jì)量斗，安裝在固定于機(jī)架的稱重模塊上，且其底部開口受落料閥控制；

所述混料斗位于落料閥下方，且其底部有一個(gè)推板；

所述控制器讀取稱重模塊的傳感數(shù)據(jù)，對(duì)每次下料的空中量進(jìn)行基于變速率的迭代學(xué)習(xí)；通過對(duì)相鄰兩次下料誤差的比較和連續(xù)三次下料誤差的變化范圍對(duì)比，分別對(duì)迭代學(xué)習(xí)中單次下料誤差和累積下料誤差的學(xué)習(xí)因子進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；基于所預(yù)測(cè)的空中量，控制器對(duì)各下料閥的關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)；控制器依次控制各下料閥動(dòng)作，在完成一次配方量下料后，打開落料閥，然后在檢測(cè)到混料斗中的物料累積到設(shè)定值后，打開推板，將混合均勻的物料排出；

其中，所述控制器采用下式對(duì)下料的空中量進(jìn)行預(yù)測(cè)：

A_k＝α_k·A_k-1+β_k·e_k+γ·E，

其中，A_k-1和A_k分別是連續(xù)兩次的空中量預(yù)測(cè)值，e_k和E分別為第k次時(shí)的下料誤差和累積下料誤差，學(xué)習(xí)因子α、β和γ分別按如下方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整：

α_k記為

其中，k大于等于1，sign( )為符號(hào)函數(shù)，α在單次下料誤差e大于等于零及小于零兩種情形下分別以初始值1.1和0.9為初始值進(jìn)行迭代，β的初值取為0.7，γ在最初兩次取零值且從k等于3開始按上式取值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置，其特征在于：其還包括一個(gè)儲(chǔ)料倉和進(jìn)料泵，所述進(jìn)料泵后端進(jìn)料管的出口有一個(gè)物料噴頭，所述物料噴頭為球冠形，其表面分布有圓形小孔；所述計(jì)量斗的上部有一個(gè)分料器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置，其特征在于：所述進(jìn)料泵采用螺桿輸送機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置，其特征在于：所述下料倉近機(jī)架中心的頂角上安裝有一個(gè)距離傳感器，所述距離傳感器有一個(gè)旋轉(zhuǎn)底座。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置，其特征在于：所述分料器呈上部為圓錐體下部為壓扁的錐體結(jié)構(gòu)的沙漏形分料器，其上部為開口形，下部則僅在長度方向的兩端有斜坡形噴嘴；所述計(jì)量斗面向所述噴嘴的方向上分布有錯(cuò)落的球冠狀分料凸起。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置，其特征在于：所述機(jī)架靠近下料倉側(cè)壁處安裝有振動(dòng)桿，所述振動(dòng)桿包括依次相連的支柱、云臺(tái)、振動(dòng)器、振桿，所述振動(dòng)器底部有彈簧緩沖器，所述振桿表面分布有顆粒凸起。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置，其特征在于：所述混料斗的側(cè)壁上安裝有一個(gè)料位傳感器，其內(nèi)部還有一個(gè)混料器，所述混料器采用螺旋形槳葉攪拌器，所述推板下方還有一個(gè)輸料管。

8.基于變速率學(xué)習(xí)的直落式物料配料裝置控制器，其包括輸入模塊、存儲(chǔ)模塊、輸出模塊和處理模塊，所述處理模塊又包括預(yù)測(cè)模塊、重量監(jiān)測(cè)模塊、誤差計(jì)算模塊及邏輯控制模塊；

輸入模塊接收觸摸屏操作指令和讀取稱重模塊的傳感數(shù)據(jù)，

存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)配置數(shù)據(jù)和處理過程數(shù)據(jù)，

重量監(jiān)測(cè)模塊根據(jù)輸入模塊獲取的實(shí)時(shí)重量值與經(jīng)空中量預(yù)測(cè)值補(bǔ)償后的目標(biāo)重量值進(jìn)行比較并在此兩個(gè)重量值相等時(shí)通過輸出模塊關(guān)閉下料倉底部開口處的下料閥，

誤差計(jì)算模塊對(duì)本次下料誤差及累積下料誤差進(jìn)行計(jì)算更新，

預(yù)測(cè)模塊根據(jù)上一次空中量預(yù)測(cè)值、本次下料誤差及累積下料誤差對(duì)空中量預(yù)測(cè)值進(jìn)行迭代更新，并通過對(duì)相鄰兩次下料誤差的比較和連續(xù)三次下料誤差的變化范圍對(duì)比，分別對(duì)迭代中的單次下料誤差和累積下料誤差的學(xué)習(xí)因子進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，同時(shí)根據(jù)下料過多還是不足分別調(diào)整上一次預(yù)測(cè)值的學(xué)習(xí)因子，

邏輯控制模塊輪流控制各下料閥、計(jì)量斗底部的落料閥及下料倉中振動(dòng)桿的動(dòng)作，按配方進(jìn)行配料。