沥青搅拌设备骨料称量系统模糊控制应用的研究

摘要

沥青路面的质量高低、使用性能的好坏与沥青混合料原材料的性能、混合料的级配以及施工控制等因素有着密切的关系，其中生产配合比的控制是一重要的因素，影响沥青混合料生产配合比的因素除了搅拌设备的结构外，最重要的就是称量系统的称量精度、速度的控制。因此，对沥青搅拌设备骨料称量系统的研究将就是一个重要的课题，具有工程实际意义。 本文在对沥青搅拌设备骨料称量系统的基本结构和工作原理进行研究的基础上，对称量系统的称量速度和精度的控制进行了分析。由于称量系统是非线性瞬变系统，将系统等效为二阶系统，推导出了称量过程的数学模型，将问题转化为动态称量问题。通过对系统的实验分析，得出该系统的输出是一个振荡过程，所以要对系统进行校正。而一般的校正方法不适用于该系统，提出了跟踪补偿，实现动态校正，使称量系统在称量过程中始终保持最佳的二阶系统，得出真实的信号。 本文针对一般搅拌设备称量系统存在的问题，在对模糊控制理论和PID控制分析的基础上，提出了在称量系统中引入模糊控制和PID控制策略。并对PID参数自调整模糊控制器在称量系统中的应用作了一定的探索，通过MATLAB仿真软件设计了模糊控制器。最后用MATLAB仿真软件对整个称量系统进行了仿真，通过PID控制的系统仿真和PID参数自调整模糊控制的系统仿真的比较，得出系统中加入PID参数自调整模糊控制能够提高系统的动态特性和稳定性能，使用这种方法可以有效地控制双电磁阀，从而大大地提高称量系统称量的精度。

目录

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第一章绪论

1.1沥青搅拌设备的现状及发展

1.2动态称量与电子称量技术的现状及发展

1.3本课题研究背景及意义

1.3.1骨料称量系统

1.3.2沥青搅拌设备中骨料称量存在的关键问题

1.4本论文的主要研究工作

第二章沥青搅拌设备骨料称量控制系统

2.1称量系统的基本结构和工作原理

2.1.1骨料称量系统的基本结构

2.1.2骨料称量系统的工作原理

2.2称量系统的称量速度和精度的控制措施

2.2.1放料门开度的控制

2.2.2冲击力和空中"飞料"量的控制

2.2.3改进气缸及相关装置

2.3本章小结

第三章沥青搅拌设备骨料称量系统分析

3.1称量系统的数学模型分析

3.1.1系统阶跃响应

3.1.2系统斜坡响应

3.2称量系统的实验分析

3.3称量系统动态校正

3.3.1校正原理

3.3.2称量系统的校正

3.4本章小结

第四章模糊控制原理

4.1模糊集合的基本原理

4.1.1模糊集合的概念及运算

4.1.2模糊关系

4.2模糊逻辑和模糊推理

4.2.1模糊逻辑的相关概念

4.2.2模糊推理的相关概念

4.3模糊控制系统的结构

4.4模糊控制器的设计

4.5本章小结

第五章模糊控制在骨料称量系统中的应用

5.1称量系统的模糊控制

5.1.1 PID控制

5.1.2模糊自适应PID控制

5.2 PID参数自调整模糊控制器的设计

5.2.1模糊定量

5.2.2精确量的模糊化

5.2.3模糊规则及推理

5.3 PID称量系统的仿真

5.3.1 Matlab中构建模糊控制系统

5.3.2 Matlab中构建模糊控制系统仿真机构图

5.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

就读硕士学位期间的研究成果

致谢