[發明專利]一種旋流井行車自動堆料模型控制算法

在審

• 申請號: 202110733497.8
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113501426A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 范來良;盧立香
• 申請（專利權）人: 日照鋼鐵控股集團有限公司
• 主分類號: B66C13/48
• 分類號: B66C13/48;G06T17/00;B65G65/04
• 代理公司: 成都欣圣知識產權代理有限公司 51292
• 代理人: 劉穎

本發明公開了一種旋流井行車自動堆料模型控制算法，屬于計算方法，包括料堆模型建立和堆料模型控制；所述的料堆模型建立包括料堆三維模型規劃設定和塌方斜率設定；所述的堆料模型控制包括：抓斗狀態判斷、放料點位置高度獲取、抓斗堆料影響區域及各點卸料高度計算、堆料中心點四周點陣高度修正和四周點陣外圍一圈點陣高度修正。與現有技術相比較具有方便快捷、成本低的特點。

技術領域

本發明涉及一種計算方法，特別是一種適用于旋流井行車的堆料模型控制算法。

背景技術

旋流井行車用于對井內渣料的抓取及存放，核心在于行車抓渣過程對于抓取后的物料如何在料池中自動堆放，涉及到料池的物料堆放難題，即堆料模型。而堆料模型是一個非常復雜的數學模型，如果采用激光掃描輔助圖像識別等技術支撐，通過復雜的計算機建模，大量的數學模型計算可以實現。但這種料堆模型控制實現模式，存在開發成本高、周期長的缺陷，故國內外并未有成功的工業應用案例，限制了旋流井抓渣的自動控制應用，因此目前旋流井行車抓渣一般為人工控制實現旋流井內氧化鐵皮的抓取和存放。

也有研究試圖通過PLC自動化控制系統實現料堆模型控制，但PLC自動化控制系統主要應用于生產過程自動控制，只有按規定劃分固定的幾個位置循環堆料，無法獲得料堆模型及料堆形狀，導致料池邊緣經常漫料撒料，也無法獲得料池是否滿料狀態，也就無法實現完全自動抓料。

發明內容

本發明的技術任務是針對以上現有技術的不足，提供一種的旋流井行車自動堆料模型控制算法，設計了一套自動化控制系統開發的料堆模型，可通過L1及PLC系統實現氧化鐵皮的存儲堆放控制。

本發明解決其技術問題的技術方案是：一種旋流井行車自動堆料模型控制算法，其特征在于：包括料堆模型建立和堆料模型控制；

(1)所述的料堆模型建立包括料堆三維模型規劃設定和塌方斜率設定，

所述的料堆三維模型規劃設定為將料池劃分為n×m個點陣，每個點陣均記錄物料高度，將料池構建為一個三維區域的數學模型，模型精度為點陣間距離；

所述的料堆模型滿足塌方斜率，即相鄰點陣的斜率(高度差/點陣距離)≤tag(α)；α大小在30°～70°之間；

(2)堆料模型控制包括：抓斗狀態判斷、放料點位置高度獲取、抓斗堆料影響區域及各點卸料高度計算、堆料中心點四周點陣高度修正和四周點陣外圍一圈點陣高度修正。

上述的抓斗狀態判斷中，支撐纜和閉合纜高度一致，作為抓斗閉合的判斷依據；支撐纜和閉合纜的高度差作為抓斗張開的判斷依據。

上述的放料點位置高度獲取中，抓斗重量為0時，抓斗的高度為抓斗中心點卸料高度。

上述的抓斗堆料影響區域及各點卸料高度計算為：抓斗在平面堆料時，擴散點增加高度h與擴散點到合閉軸的距離遵循正態分布曲線：在擴散半徑r的范圍內，所卸物料占本次抓斗總卸料量的80％；到2r時，卸料高度基本為零；在坡面堆料時，卸料各點增加高度正態分布函數為：

上坡面：σ的取值按公式：(1-λk)r＝1.3σ計算，其中λ范圍為0.3～0.7之間；下坡面：σ的取值按公式：(1+λk)r＝1.3σ計算，其中λ范圍為1～3之間；

上述的堆料中心點四周點陣高度修正中點陣高度修正公式為：

其中，調整前原高度：如果抓斗中心卸料點與點陣之間的斜率未超過高度塌方斜率，取原點陣高度，否則以抓斗中心點卸料高度為基準點，按塌方斜率進行修正；若四周點高度有一個低于卸料點高度，則谷底系數為1，否則谷底系數＝1+k，k為四周點陣中，最低點陣與卸料中心點高度斜率；中心點卸料增加高度h_max＝抓斗卸料重量/氧化鐵皮密度/鋪料面積；其中，鋪料面積＝抓斗深度×4r²