工业包装线上开口容器内液体的晃动控制

摘要

该文研究工业包装线上瓶装液体的晃动控制.通过对输送线的运动控制,使得在包装过程中输送线上的开口瓶装液体的晃动被控制在允许范围内,以得到最优的输送速度,即要通过对输送线的运动控制使液体的晃动被控制在一定的范围之内.文中对影响液体晃动的两个主要因素运动时间和液体晃动固有频率进行了分析,给出了线性控制模型的适用范围,并通过数值仿真结果的分析提出了对线性控制率的修正方法.该文首先假设受控的液体晃动处于微幅晃动状态,因此采用线性近似方法进行建模.在M.Grundilius矩形容器模型的基础上,对模型进行了扩展建立了圆柱形容器和一般直立旋转对称容器线性充液控制系统液体波高的状态方程.考虑到液体晃动残余能量的影响及实际工程应用对控制率易操作性的要求,采用能量最优控制方法求线性控制律.因为线性模型忽略了非线性效应,与实际液体晃动存在误差,所以有必要对线性模型进行校验和修正.该文对矩形容器的晃动控制进行了数值仿真实验,数值仿真结果结果显示液体晃动存在残余能量,残余能量在一定的条件下产生叠加效应使晃动加剧.文中通过比较理论结果与仿真结果的差异,给出了线性模型的适用范围.