CN109387269A - 称重流量控制方法和装置以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种称重流量控制方法和装置以及存储介质，所述称重流量控制方法，包括以下步骤：从流量/速度转换表中查找对应于目标控制流量的流量速度；调整所述排料部分的排料速度至所述流量速度。所述称重流量控制系统包括：排料部分、控制部分，其中所述控制部分从流量/速度转换表中查找对应于目标控制流量的流量速度，所述排料部分的调整排料速度至所述流量速度。本发明利用流量/速度转换表，从而将滤波延时与其他延时分离，应用扰动与设备扰动分离，从而既降低整个闭环系统的总延时又降低应用扰动对控制平衡的影响，所以提高了控制性能，消除流量控制目标变化的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种称重流量控制方法和装置以及存储介质。
背景技术
称重流量系统通常由称重、排料和流量控制三部分构成：称重部分一般由称重斗和与之相连的称重传感器组成；排料部分一般由速度/开度控制器和排料设备组成，排料部分与称重部分的称重斗连接，并用于将称重斗内的物料排出；流量控制部分由根据称重传感器的称重信号生成称重流量的称重流量生成部分和根据称重流量控制排料部分的排料设备速度/开度的流量控制器部分组成。上述三部分形成控制闭环，共同实现将称重斗内的物料按照应用需要的物料排出速率排出排料设备的称重流量控制功能。
在现有的称重流量控制系统中，存在下述问题影响流量控制的性能：
1、排料设备的排料速度变化会导致称重流量不稳定，从而导致使用称重流量进行控制的称重流量控制的不稳定，进而降低称重流量系统的性能。
根据称重传感器信号获得称重斗内的物料被排料设备排出的速率，从而获得称重流量源数据。而且对于称重流量控制部分而言，称重流量源数据由于存在干扰，所以需要通过滤波才能达到称重流量控制的应用精度的需求。
在称重流量控制应用中，排料设备的速度会发生变化，这种变化必然引起未滤波称重流量源数据的变化，进而引起滤波器不稳定从而导致滤波称重流量源数据的精度下降，进而导致称重流量控制的性能下降。
2、生成称重流量控制延迟与速度/开度控制器及排料设备延迟对称重流量控制的不良影响混叠在一起，难以分别测量并加以针对性处理。
在整个称重流量控制闭环中，称重流量的滤波和排料设备的运动控制器(例如，变频器，直流电机控制器等)均在控制环路中形成延迟。
称重流量滤波和排料设备的运动控制器延迟一起作用共同影响称重流量控制系统性能，无法对两部分延时分别测量将较难消除两部分延迟对系统控制性能的降低。
3、在流量控制目标变化时，会引起控制系统控制“失衡”现象，进而降低称重流量控制系统流量控制性能。
流量控制目标变化引起称重流量与控制目标流量之间分离(即失衡)，从而使得称重流量在一段时间内向流量控制目标靠近，这一过程降低称重流量控制系统控制性能。
由于上述技术问题的存在，当称重流量控制系统的流量控制目标由于用户需求不断变化时，从而导致排料设备速度不断变化，进而造成现有的称重流量控制系统的称重流量控制性能不佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的中针对上述称重流量控制应用中的不稳定、失衡及无法针对性处理等问题，提供了一种称重流量控制方法和装置，通过流量/速度转换表来分离控制闭环中的各个延时环节及失衡环节，从而能够对不同延时及失衡环节的影响进行降低或消除。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种称重流量控制方法，其特点是，包括如下步骤：
从流量/速度转换表中查找对应于目标控制流量的流量速度；
调整所述排料部分的排料速度至所述流量速度。
本发明利用流量/速度转换表实现流量和速度的快速转化，消除了从流量到速度的转化的延时，从而提高控制性能。
其中所述流量/速度转换表可以是包含了具有映射关系的流量和速度的数据集合，利用映射集合可以实现快速的流量与速度之间的转换。此外本发明并不限于映射关系的流量和速度的数据结构，流量/速度转换表可以包含任何构建了流量和速度之间对应关系的数据结构。
较佳地，所述称重流量控制方法还包括步骤：
检测排料部分的排料获得称重流量；
从流量/速度转换表中查找对应于称重流量的估计速度；
基于所述估计速度和所述排料速度更新所述流量速度。
优选地，基于所述估计速度和所述排料速度的差值通过误差补偿算法更新所述流量速度。
本发明进一步利用称重流量进一步补偿流量/速度转换表获得的流量速度，从而进一步提高流量速度的精度。
其中误差补偿算法是现有技术中常用的用于流量速度补偿的算法，从而弥补了估计速度和排料速度之间的不一致性。而且本发明并不限于采用误差补偿算法，本领域技术人员还为了补偿速度之间不一致的目的，选取任何其他的可以用于实现补偿估计速度和排料速度之间的不一致性的算法。
优选地，基于所述排料部分的排料速度和所述流量速度通过排料控制算法调整排料部分的速度至所述流量速度。
本发明利用排料控制算法来独立地消除排料部分的控制误差。
其中排料控制算法是现有的排料控制技术中常用的减少控制延时误差的算法，本发明并不限于采用排料控制算法，只要是能够应用至排料控制中并减少控制延时误差的算法均可以应用至本发明中。
优选地，所述排料部分和称重部分标定输出流量/速度转换表。
本发明通过流量/速度转换表将系统中与物料相关的部分与控制相关的部分隔离，从而使得物料和控制两部分自成体系，从而能够实现针对性地消除物料对控制系统影响。
优选地，将测量得到的所述排料部分的排料速度和所述称重部分的称重流量映射，进而标定建立所述流量/速度转换表。
本发明还提供一种称重流量控制系统，包括：排料部分、控制部分，其中所述控制部分从流量/速度转换表中查找对应于目标控制流量的流量速度，所述排料部分的调整排料速度至所述流量速度。
较佳地，所述称重流量控制系统还包括：称重部分，其中所述称重部分检测所述排料部分的排料获得称重流量；所述控制部分从流量/速度转换表中查找对应于称重流量的估计速度，并基于所述估计速度和所述排料速度更新所述流量速度。
优选地，误差补偿算法基于所述估计速度和所述排料速度的差值计算并更新所述流量速度。
优选地，排料控制算法基于所述排料器的排料速度和所述流量速度计算并调整排料部分的速度至所述流量速度。
优选地，将测量得到的所述排料部分的排料速度和所述称重部分的称重流量映射，进而标定建立所述流量/速度转换表。
本发明还提供一种存储介质，其特点是，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在装置执行如上所述的称重流量控制方法。
本发明的积极进步效果在于：
本发明利用流量/速度转换表，来分离控制闭环中的各个延时环节及失衡环节，从而能够对不同延时及失衡环节的影响进行降低或消除。
而且通过构建自学习的流量/速度转换表，进一步提高系统控制精度和适用性。进而扩大了称重流量系统的应用范围和称重流量系统的应用适应能力。
附图说明
图1为本发明的实施例1的称重流量控制系统的结构示意图。
图2为本发明的实施例1的称重流程控制方法的示意图。
图3为本发明的实施例1的称重流程控制方法的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明的称重流量控制方法通过流量/速度转换表快速地将系统预设的控制流量转化为速度，进而使得排料部分按照速度进行排料。此外，本发明还利用称重流量对转化得到的速度进行修正和补偿，提高流量速度的精度。
而且本发明隔离了排料的速度控制和物料称重，进而隔离了闭环中各个延时环节及失衡环节，使其不会相互影响，进而能够对不同延时及失衡环节进行消除，例如减少了整个控制闭环的系统总延时。
通过如下所述的实施例，举例说明本发明的实现方式。
实施例1
如图1所示，本实施例称重流量控制系统包括排料部分1、称重部分2和控制部分3。
在排料部分1的排料设备的不同的速度/开度下利用称重部分2测量称重流量数据，从而获得不同速度/开度Vs下的称重流量Fw之间的映射数据F-V[N](N为标定的速度数量)，进而通过映射数据F-V[N]建立流量/速度转换表F/V。
而且控制部分1从流量/速度转换表F/V中查找对应于目标控制流量Ft的流量速度Vt，控制部分1通过速度/开度速度信号实现对排料部分1的排料设备的速度/开度控制，并同时实现将排料设备的速度/开度调整至流量速度Vt。
本实施例为了减少排料部分1和控制部分3中产生排料设备延迟和控制延迟，检测排料部分1中排料设备的实际速度/开度Vs。并利用排料控制算法和排料设备的速度/开度Vs和流量速度Vt，计算补偿生成新的流量速度Vt’，进而通过速度/开度速度信号实现对排料部分1的排料设备的速度/开度控制，从而实现延迟消除。
而且本实施例中称重部分2实时检测排料部分1的排料设备的实际排料的重量信号Ws，从而获得称重流量Fw，控制部分3从流量/速度转换表F/V中查找对应于称重流量Fw的估计速度Vfw，并利用误差补偿算法以及估计速度Vfw和排料设备的速度/开度Vs的差值Ve更新流量速度Vt。从而通过对实际排料的速度的不断学习，不断提高控制部分1中流量速度Vt的精度。
本实施例的称重流量控制系统中执行称重流量控制的流程如下：
步骤1，从流量/速度转换表F/V中查找对应于目标控制流量Ft的流量速度Vt。
步骤2，检测排料设备的实际速度/开度Vs，并利用排料控制算法计算补偿生成新的流量速度Vt’。
步骤3，控制部分3基于流量速度Vt’调整排料部分1的排料速度，使得排料设备的实际排料流量达到目标控制流量Ft。
在上述执行称重流量控制的步骤1和3的同时，称重流量控制系统还执行以下流程；
步骤11，称重部分2检测排料部分1的实际排料的重量信号Ws，从而获得称重流量Fw。
步骤12，从流量/速度转换表F/V中查找对应于称重流量Fw的估计速度Vfw。
步骤13，误差补偿算法基于估计速度Vfw和排料设备的实际排料速度Vs的差值Ve更新流量速度Vt。
实施例2
本实施例中的存储介质包括存储的程序，在程序运行时控制所述存储介质所在装置，例如实施例1的称重流量控制系统执行如下流程：
步骤1，从流量/速度转换表F/V中查找对应于目标控制流量Ft的流量速度Vt。
步骤2，检测排料设备的实际速度/开度Vs，并利用排料控制算法计算补偿生成新的流量速度Vt’。
步骤3，控制部分3基于流量速度Vt’调整排料部分1的排料速度，使得排料设备的实际排料流量达到目标控制流量Ft。
在上述执行称重流量控制的步骤1和3的同时，称重流量控制系统还执行以下流程；
步骤11，称重部分2检测排料部分1的实际排料的重量信号Ws，从而获得称重流量Fw。
步骤12，从流量/速度转换表F/V中查找对应于称重流量Fw的估计速度Vfw。
步骤13，误差补偿算法基于估计速度Vfw和排料设备的实际排料速度Vs的差值Ve更新流量速度Vt。
通过以上对称重流量控制流程的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必须的硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对于现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的方式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，包括但不限于ROM/RAM(只读存储器/随机存储存储器)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明的各个实施例或者实施例中某些部分所述的方法。
本发明的称重流量控制流程可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种称重流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
从流量/速度转换表中查找对应于目标控制流量的流量速度；
调整所述排料部分的排料速度至所述流量速度。
2.如权利要求1所述的称重流量控制方法，其特征在于，所述称重流量控制方法还包括步骤：
检测排料部分的排料获得称重流量；
从流量/速度转换表中查找对应于称重流量的估计速度；
基于所述估计速度和所述排料速度更新所述流量速度。
3.如权利要求2所述的称重流量控制方法，其特征在于，基于所述估计速度和所述排料速度的差值通过误差补偿算法更新所述流量速度。
4.如权利要求1所述的称重流量控制方法，其特征在于，基于所述排料器的排料速度和所述流量速度通过排料控制算法调整排料部分的速度至所述流量速度。
5.如权利要求1-4中任一项所述的称重流量控制方法，其特征在于，所述排料部分和称重部分标定输出流量/速度转换表。
6.如权利要求5所述的称重流量控制方法，其特征在于，将测量得到的所述排料部分的排料速度和所述称重部分的称重流量映射，进而标定建立所述流量/速度转换表。
7.一种称重流量控制系统，其特征在于，包括：排料部分、控制部分，其中所述控制部分从流量/速度转换表中查找对应于目标控制流量的流量速度，所述排料部分调整排料速度至所述流量速度。
8.如权利要求7所述的称重流量控制系统，其特征在于，所述称重流量控制系统还包括：称重部分，其中所述称重部分检测所述排料部分的排料获得称重流量；所述控制部分从流量/速度转换表中查找对应于称重流量的估计速度，并基于所述估计速度和所述排料速度更新所述流量速度。
9.如权利要求8所述的称重流量控制系统，其特征在于，误差补偿算法基于所述估计速度和所述排料速度的差值计算并更新所述流量速度。
10.如权利要求7所述的称重流量控制系统，其特征在于，排料控制算法基于所述排料部分的排料速度和所述流量速度计算并调整排料部分的速度至所述流量速度。
11.如权利要求7-10中任一项所述的称重流量控制系统，其特征在于，将测量得到的所述排料部分的排料速度和所述称重部分的称重流量映射，进而标定建立所述流量/速度转换表。
12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在装置执行如权利要求1-6中任一项所述的称重流量控制方法。
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