改进模糊PID的称重式包装机智能控制

发布时间：2022-01-27 13:22

　　针对称重式包装机称重控制系统存在非线性、时变、时滞的特性,导致称重精度低、稳定性差的问题,在传统模糊PID控制算法的基础上,引入模糊变量论域伸缩因子,提出域伸一种改进模糊PID算法。设计变量论缩因子使模糊变量论域跟随称重误差及误差率的变化而伸缩调整,将模糊变量论域调整为最佳范围,以避免因变量论域不恰当而引起的控制误差。利用改进模糊控制算法对PID参数进行在线整定,以实现称重控制系统高效、精确、稳定的控制效果。仿真结果表明改进模糊PID控制算法具有超调量小、响应速度快、抗干扰能力强的优点,该控制算法能够有效提升包装机称重效率和称重精度。 

【文章来源】：包装与食品机械. 2020,38(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

包装机给料称重流程

包装机称重PID控制器是依据称重总量设定值r(t)与称重传感器检测值y(t)的误差值e(t)进行比例、积分、微分运算输出控制信号u(t),以消除误差e(t)的控制过程,其控制原理如图3所示。其数学表达式为:

模糊控制是基于模糊规则、模糊推理的一种非线性智能控制算法,其依据控制原理和专家经验而建立,对复杂或难以精确描述的控制系统具有较好的适用性。包装机定量称重系统比较复杂,传统PID控制器因参数无法自整定而难以实现较高的控制精度,将模糊控制与PID控制进行有效结合,通过模糊控制规则在线整定PID参数以提升称重控制系统的调节效果[6]。模糊PID称重控制系统如图4所示,将称重设定值r(t)与称重检测值y(t)的偏差e(t)和偏差微分ec(t)输入模糊控制器,经模糊推理获取e(t)、ec(t)与PID控制器参数KP、KI、KD的映射模糊值,精确化处理后向PID控制器输出KP、KI、KD参数,当e(t)、ec(t）实时变化时，模糊控制器能够依据专家经验输出PID参数，以适应当前系统调节需求，优化后的PID控制器调节精给料阀门开度。2.3 改进模糊控制算法

【参考文献】：
期刊论文
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[4]基于PLC的全自动给袋式包装机称量控制系统研究[J]. 任少伟,杨传民,孟祥飞.  包装工程. 2019(03)
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[7]带中心固棒的钟形溢流管旋流器数值模拟和试验研究[J]. 刘培坤,姜兰越,杨兴华,张悦刊,徐庆芝.  流体机械. 2018(11)
[8]基于有限元的无缝气瓶多心凹底底型优化[J]. 招聪,徐纪伟,张炜,王孙清,郑恒持,李灿,由宏新.  压力容器. 2018(10)
[9]基于变论域模糊理论的温室番茄智能控温策略[J]. 王健,谢南.  中国农业科技导报. 2018(03)
[10]动态定量称重系统控制策略的研究[J]. 卢君宜,周丽红.  科技通报. 2017(07)



本文编号：3612557