CN113219830A - 一种失重式喂料机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种失重式喂料机控制方法，其技术方案要点是：包括以下步骤：S1、建立材料流量特性数据库；S2、称重传感器称重；S3、将称重传感器称重的重量数据输入至重量数据数组；S4、从重量数据数组内提取数据，提取数据为历史tk‑1时刻重量数据Xk‑1以及当前tk时刻重量数据Xk；S5、将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk‑1时刻重量数据Xk‑1数值相减得到重量减小量△Xk；S6、若重量减小量△Xk减小量≤0时对当前tk时刻重量数据修正，若重量减小量△Xk减小量大于0时进行差分流量计算；本失重式喂料机控制方法具有能够方便控制失重式喂料机生产时进行投料适配的优点，能够有效的防止失重式喂料机在投喂料时发生投料不畅。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产领域，特别涉及一种失重式喂料机控制方法。
背景技术
国外越来越多的失重式计量喂料配混设备进入国内市场。但是进口机器的价格相当贵，国内的大多数中、小型企业都无法承受。国内的失重式喂料机还是一个空白。
锂电池是一种较为绿色环保的电池，其应用广泛。聚合物锂离子电池常用的材料有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、三原材料、磷酸铁锂、石墨、导电炭黑、CMC/PDVF等。
目前在锂电池生产过程中，需要进行多种原料的加注，一些技术要求高的企业都会使用到失重式喂料机，然后关于失重式喂料机的控制目前也是一个行业空白，尤其是多个失重式喂料机的同时使用，容易导致失重式喂料机难以匹配生产。
发明内容
针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种失重式喂料机控制方法，以解决背景技术中提到的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种失重式喂料机控制方法，包括以下步骤：
S1、建立材料流量特性数据库；
S2、称重传感器称重；
S3、将称重传感器称重的重量数据输入至重量数据数组；
S4、从重量数据数组内提取数据，提取数据为历史tk-1时刻重量数据Xk-1以及当前tk时刻重量数据Xk；
S5、将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减得到重量减小量△Xk；
S6、若重量减小量△Xk减小量≤0时对当前tk时刻重量数据修正，若重量减小量△Xk减小量大于0时进行差分流量计算；
S7、根据差分流量计算的结果进行差分流量估计，并进行滤参数输入，运算后进行滤波结果输出。
较佳的，所述S1建立材料流量特性数据库具体包括以下步骤：
S11、自适应测试指令；
S12、电机变速启动；
S13、喂料机出料；
S14、流量实时测定；
S15、形成材料流量特性数据库。
较佳的，所述S6对当前tk时刻重量数据修正时，先提取历史tk-1时刻重量数据，并设定流量X采集时间间隔，之后将tk时刻重量数据修正数据Xk作为当前tk时刻重量数据修正数据Xk。
较佳的，所述S5在将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减得到重量减小量△Xk时，将当前tk时刻重量数据Xk以重量数据Xk输入的方式进行差分流量估计Lk。
较佳的，所述S6在进行差分流量计算时，将重量减小量与采集数据间隔△t＝tk-tk-1进行除法得到差分流量估计Lk。
较佳的，在所述S6在进行差分流量计算时，涉及的运输公式包括：
V(k)＝[Xek Lek]T,V(0)＝[Xe0 Le0]T,P(0|0)＝I
Y(k)＝[Xk Lk]T
V(k|k-1)＝ΦV(k-1|k-1)
ε(k)＝Y(k)-HV(k|k-1)
P(k|k-1)＝ΦP(k-1|k-1)ΦT+ΓQΓT
K(k)＝P(k|k-1)HT[HP(k|k-1)HT+R]-1
V(k|k)＝V(k|k-1)+K(k)ε(k)
P(k|k)＝[I-K(k)H]P(k|k-1)
[Xfk,Lfk]T＝V(k|k)
公式定义：Xek为k时刻重量估计；Lek为k时刻流量估计；k＝0表示初始时刻；P(k|k)为k时刻的协方差矩阵，P(k|k-1)表示为第k-1时刻对第k时刻的估计；I为单位矩阵，
Φ为系统矩阵；Δt为采样时间；H为观测矩阵；Y为采集数组；K(k)为增益矩阵；V(k|k)为k时刻的状态向量；V(k|k-1)表示为第k-1时刻对第k时刻的估计；Q为系统建模误差矩阵；Γ为噪声驱动矩阵；R为观测噪声矩阵；ε(k)为误差向量；Xfk,Lfk为滤波后的重量以及流量。
较佳的，在所述S7在进行滤波结果输出时，输出的内容包括滤波后重量Xfx与滤波后流量Lfk。
较佳的，当所述S7在进行滤波参数输入时，输入的滤波参数为：
R＝103，Q＝0.1，
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
本失重式喂料机控制方法具有能够方便控制失重式喂料机生产时进行投料适配的优点，能够有效的防止失重式喂料机在投喂料时发生投料不畅；在进行喂料机控制时，通过建立材料流量特性数据库和称重传感器称重，将称重传感器称重的重量数据输入至重量数据数组；当从重量数据数组内提取数据，提取数据为历史tk-1时刻重量数据Xk-1以及当前tk时刻重量数据Xk，此数值对注料具有较大的参考意义；通过将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减能够得到重量减小量△Xk，通过分析此数值能够进行差分流量计算；通过这些步骤能够保证物料在不同时刻注入时，可以通过计算和分析了解差分流量大小，及时控制，保证物料注入的均匀性。
附图说明
图1是失重式喂料机控制方法的方法框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参考图1，一种失重式喂料机控制方法，包括以下步骤：
S1、建立材料流量特性数据库；
S2、称重传感器称重；
S3、将称重传感器称重的重量数据输入至重量数据数组；
S4、从重量数据数组内提取数据，提取数据为历史tk-1时刻重量数据Xk-1以及当前tk时刻重量数据Xk；
S5、将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减得到重量减小量△Xk；
S6、若重量减小量△Xk减小量≤0时对当前tk时刻重量数据修正，若重量减小量△Xk减小量大于0时进行差分流量计算；
S7、根据差分流量计算的结果进行差分流量估计，并进行滤参数输入，运算后进行滤波结果输出。
参考图1，本失重式喂料机控制方法具有能够方便控制失重式喂料机生产时进行投料适配的优点，能够有效的防止失重式喂料机在投喂料时发生投料不畅；在进行喂料机控制时，通过建立材料流量特性数据库和称重传感器称重，将称重传感器称重的重量数据输入至重量数据数组；当从重量数据数组内提取数据，提取数据为历史tk-1时刻重量数据Xk-1以及当前tk时刻重量数据Xk，此数值对注料具有较大的参考意义；通过将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减能够得到重量减小量△Xk，通过分析此数值能够进行差分流量计算；通过这些步骤能够保证物料在不同时刻注入时，可以通过计算和分析了解差分流量大小，及时控制，保证物料注入的均匀性。
其中，S1建立材料流量特性数据库具体包括以下步骤：
S11、自适应测试指令；
S12、电机变速启动；
S13、喂料机出料；
S14、流量实时测定；
S15、形成材料流量特性数据库。
其中，通过建立材料流量特性数据库能够对每台喂料机的工作特性进行记录，并将其作为一种参照。
其中，S6对当前tk时刻重量数据修正时，先提取历史tk-1时刻重量数据，并设定流量X采集时间间隔，之后将tk时刻重量数据修正数据Xk作为当前tk时刻重量数据修正数据Xk。
其中，S5在将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减得到重量减小量△Xk时，将当前tk时刻重量数据Xk以重量数据Xk输入的方式进行差分流量估计Lk。
其中，S6在进行差分流量计算时，将重量减小量与采集数据间隔△t＝tk-tk-1进行除法得到差分流量估计Lk。
其中，在所述S6在进行差分流量计算时，涉及的运输公式包括：
V(k)＝[Xek Lek]T,V(0)＝[Xe0 Le0]T,P(0|0)＝I
Y(k)＝[Xk Lk]T
V(k|k-1)＝ΦV(k-1|k-1)
ε(k)＝Y(k)-HV(k|k-1)
P(k|k-1)＝ΦP(k-1|k-1)ΦT+ΓQΓT
K(k)＝P(k|k-1)HT[HP(k|k-1)HT+R]-1
V(k|k)＝V(k|k-1)+K(k)ε(k)
P(k|k)＝[I-K(k)H]P(k|k-1)
[Xfk,Lfk]T＝V(k|k)
公式定义：Xek为k时刻重量估计；Lek为k时刻流量估计；k＝0表示初始时刻；P(k|k)为k时刻的协方差矩阵，P(k|k-1)表示为第k-1时刻对第k时刻的估计；I为单位矩阵，
Φ为系统矩阵；Δt为采样时间；H为观测矩阵；Y为采集数组；K(k)为增益矩阵；V(k|k)为k时刻的状态向量；V(k|k-1)表示为第k-1时刻对第k时刻的估计；Q为系统建模误差矩阵；Γ为噪声驱动矩阵；R为观测噪声矩阵；ε(k)为误差向量；Xfk,Lfk为滤波后的重量以及流量。
在所述S7在进行滤波结果输出时，输出的内容包括滤波后重量Xfx与滤波后流量Lfk。
当所述S7在进行滤波参数输入时，输入的滤波参数为：
R＝103，Q＝0.1，
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、建立材料流量特性数据库；
S2、称重传感器称重；
S3、将称重传感器称重的重量数据输入至重量数据数组；
S4、从重量数据数组内提取数据，提取数据为历史tk-1时刻重量数据Xk-1以及当前tk时刻重量数据Xk；
S5、将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减得到重量减小量△Xk；
S6、若重量减小量△Xk减小量≤0时对当前tk时刻重量数据修正，若重量减小量△Xk减小量大于0时进行差分流量计算；
S7、根据差分流量计算的结果进行差分流量估计，并进行滤参数输入，运算后进行滤波结果输出。
2.根据权利要求1所述的一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：所述S1建立材料流量特性数据库具体包括以下步骤：
S11、自适应测试指令；
S12、电机变速启动；
S13、喂料机出料；
S14、流量实时测定；
S15、形成材料流量特性数据库。
3.根据权利要求1所述的一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：所述S6对当前tk时刻重量数据修正时，先提取历史tk-1时刻重量数据，并设定流量X采集时间间隔，之后将tk时刻重量数据修正数据Xk作为当前tk时刻重量数据修正数据Xk。
4.根据权利要求1所述的一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：所述S5在将当前tk时刻重量数据Xk与历史tk-1时刻重量数据Xk-1数值相减得到重量减小量△Xk时，将当前tk时刻重量数据Xk以重量数据Xk输入的方式进行差分流量估计Lk。
5.根据权利要求1所述的一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：所述S6在进行差分流量计算时，将重量减小量与采集数据间隔△t＝tk-tk-1进行除法得到差分流量估计Lk。
6.根据权利要求1所述的一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：在所述S6在进行差分流量计算时，涉及的运输公式包括：
V(k)＝[Xek Lek]T,V(0)＝[Xe0 Le0]T,P(0|0)＝I
Y(k)＝[Xk Lk]T
V(k|k-1)＝ΦV(k-1|k-1)
ε(k)＝Y(k)-HV(k|k-1)
P(k|k-1)＝ΦP(k-1|k-1)ΦT+ΓQΓT
K(k)＝P(k|k-1)HT[HP(k|k-1)HT+R]-1
V(k|k)＝V(k|k-1)+K(k)ε(k)
P(k|k)＝[I-K(k)H]P(k|k-1)
[Xfk,Lfk]T＝V(k|k)
公式定义：Xek为k时刻重量估计；Lek为k时刻流量估计；k＝0表示初始时刻；P(k|k)为k时刻的协方差矩阵，P(k|k-1)表示为第k-1时刻对第k时刻的估计；I为单位矩阵，
Φ为系统矩阵；Δt为采样时间；H为观测矩阵；Y为采集数组；K(k)为增益矩阵；V(k|k)为k时刻的状态向量；V(k|k-1)表示为第k-1时刻对第k时刻的估计；Q为系统建模误差矩阵；Γ为噪声驱动矩阵；R为观测噪声矩阵；ε(k)为误差向量；Xfk,Lfk为滤波后的重量以及流量。
7.根据权利要求1所述的一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：在所述S7在进行滤波结果输出时，输出的内容包括滤波后重量Xfx与滤波后流量Lfk。
8.根据权利要求1所述的一种失重式喂料机控制方法，其特征在于：当所述S7在进行滤波参数输入时，输入的滤波参数为：
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