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文檔簡介

定量下料問題的動態(tài)稱重解決方案摘要本文針對定量下料問題提出了利用動態(tài)稱重方法的解決方案。文中具體分析了定量下料問題，建立了它的數學模型和參數辨識模型，然后提出利用下料速度積分得到下料質量的方法。文中推導了下料速度的計算公式，提出了利用雙曲Householder限定記憶最小二乘法的計算方法。進行了樣機設計和實驗，實驗結果表明該解決方法是可行的。

關鍵詞：動態(tài)稱重信號處理系統(tǒng)辨識1前言

在工業(yè)生產自動化中需要高精度、高速度的自動定量稱重機。本文主要研究如圖1所示的定量下料稱重問題。稱重部分由秤體和稱重傳感器組成，可以等效為如圖2所示系統(tǒng)。

根據動力學分析，建立稱重部分的數學模型其中,m為秤體的自身質量;M(t)為下料質量的時間函數;c0為稱重傳感器的剛度;c1為阻尼系數;F(t)為物料下落的沖擊力;x為秤體相對于參考零點的位移。圖1圖2完成定量下料任務，必須準確快速地測量已經通過下料閥門的物料質量，及時控制下料閥門的開閉。通常的方法是直接利用稱重傳感器輸出信號的采樣值，減去物料下落沖擊力，加上系統(tǒng)對輸入斜坡信號的跟蹤誤差，并且濾除干擾噪聲，加上留空物料質量。所謂留空物料是指已經通過下料閥門但尚未落到秤體上尚處于空中的那部分物料。

物料下落沖擊力隨下料速度和物料沖擊秤體的速度而改變，準確估計比較困難。留空物料的質量與關閉閥門時物料的下落高度差、下料速度和執(zhí)行器延時有關，估計也比較困難。根據式（1）可知，定量下料系統(tǒng)稱重裝置部分的模型是隨下料過程而變化，是一個時變非線性系統(tǒng)，所以它的跟蹤誤差也是隨下料過程而變化，準確補償很困難。采用濾波器可以減小干擾信號，但是某些干擾信號例如白噪聲是不能完全濾除的。所以采用補償的方法實現高準確度的定量下料是困難的，本文試圖采用一種新的方法即動態(tài)測量的方法來解決。其具體內容為：利用一定的信號處理算法，求得下料速度的時間函數，然后利用數值積分的方法，計算得到M(t)。2的計算公式推導

對于式（1）時變非線性系統(tǒng)，無法應用傳統(tǒng)的控制理論進行分析，目前也沒有比較成熟而且較實用的新處理分析方法，所以在分析過程中采用分段線性化，把時變非線性系統(tǒng)看成多個時間間隔的線性系統(tǒng)，以簡化分析過程。假設在一個小時間段［t0,t0+Δt］內，式（1）可以簡化為進

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