电子皮带秤配料系统的模糊PID控制

摘要

随着科学技术的不断发展,电子皮带秤配料系统已在煤炭、化工、烟草、冶金、建材等行业中广泛应用。目前大多数皮带秤配料系统仍然是采用传统的PID控制算法,灵敏度较高,可以说在理论上调节是能做到无误差的,或者说在误差较小的范围内的确很有优势,但是出现较大误差时,其动态特性并不是很理想,超调量一般较大。所以,本课题设计了一套更为合理高效的电子皮带秤配料料系统,本设计主要针对皮带秤配料系统中配料这一环节,采用模糊PID和传统PID控制相结合的方法。同时用PLC控制和组态软件对皮带秤配料系统中配料这一环节实现自动控制,可以调节误差较大时,超调量也较大的问题。
　　 本课题主要内容包括皮带秤的原理与组成,系统的总体设计,模糊控制算法结合本系统的分析以及采用MATLAB进行模糊PID控制仿真。
　　 首先,在论文中阐述.了现有皮带秤的现状及实际工艺中遇到的难点问题,给出自己的设计方案。在保证系统称量精度及控制精度的前提下,选择合理的软硬件配置。从而提高系统的统总体设计方案和基本组成:配料皮带秤的工作原理及总体控制方案:称重传感器和测速传感器的选择:电机调速方式的选择等；
　　 然后,在第三章中阐述模糊PID的设计。通过系统分析结合配料系统的现场实际工作情况,由模糊控制技术的理论,给出模糊控制结构框图。根据模糊控制器的设计步骤,设计出与传统PID相结合的模糊PID控制器。解决了皮带秤配料系统的控制及误差调节问题,从而提高配料系统的配料速度及精度。
　　 论文中用两章的篇幅分别介绍了PLC控制和MATLAB仿真,第四章讲述系统电气部分的组成以及PLC控制使输煤现场的配料系统按要求自动完成下料、称重、配比全过程。第五章应用MATLAB仿真软件中的Simulink图形化工具平台对配料秤仪表采用的模糊PID控制进行了仿真。从仿真波形图上可以看出,引入模糊控制后,在系统受到干扰出现偏差时调节效果很好。
　　 通过该系统的研究,有效地解决了电子皮带秤的控制精度及配料速度问题。大大提高了系统的计量精度和配料速度。在很大程度上降低了工人劳动强度,最终提高了生产率和产品质量。