CN114180294B - 一种基于切换决策的高精度上料控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于切换决策的高精度上料控制系统，包括：供料子系统，所述供料子系统包括粗上料模块、细上料模块和传动模块，所述传动模块根据所述控制命令控制粗上料模块和细上料模块将粉料输送至称重子系统，所述控制命令包括初控制命令、切换决策和精确控制命令；称重子系统，所述称重子系统包括称重传感器和用于承接粉料的料盘，所述称重传感器对料盘内的粉料进行称重并生成重量信息以电信号的形式反馈至所述主控制器；主控制器，包括上料控制模块、扰动适应模块、最优控制模块和预测控制模块，所述上料控制模块获取期望重量并根据所述期望重量生成控制命令发送至所述供料子系统。本发明具有上料过程达到时间最优，效率最高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及上料控制技术领域，特别涉及一种基于切换决策的高精度上料控制系统。
背景技术
传统的上料过程通常采用人工控制的方式，这种方法严重依赖于工人的操作习惯和先验知识，不仅安全性差，效率低，并且难以准确控制上料精度。而在高氮化合物、推进剂等含能材料的生产过程中，对于其中的组成成分的要求极为严苛，必须精确控制上料精度。目前的自动化上料通常采用PID反馈控制，根据上料盘中的重量调节上料速度，达到控制上料精度的目的。一方面，由于上料系统中存在非线性电磁驱动力、齿轮传动机构具有机械摩擦及损耗、粉料到达称重系统的精确时间未知等因素，使得控制器的系统模型不可避免的存在未建模动态和未知非线性干扰，从而影响上料精度。另一方面，由于机电系统采用数字化驱动和控制，电信号建立来驱动传动机构的运动与接收到的指令之间存在延迟，这种小的时滞量所产生的时滞效应往往会影响整个受控系统的稳定性和控制性能，即影响了上料精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其具有结合最优控制算法与预测控制算法，实现了基于切换决策的高精度的上料系统控制，整个系统闭环控制，并且使得上料过程达到时间最优，效率最高的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，包括：
供料子系统，所述供料子系统包括粗上料模块、细上料模块和传动模块，所述传动模块根据所述控制命令控制粗上料模块和细上料模块将粉料输送至称重子系统，所述控制命令包括初控制命令、切换决策和精确控制命令；
称重子系统，所述称重子系统包括称重传感器和用于承接粉料的料盘，所述称重传感器对料盘内的粉料进行称重并生成重量信息以电信号的形式反馈至主控制器；
主控制器，包括上料控制模块、扰动适应模块、最优控制模块和预测控制模块，所述上料控制模块获取期望重量并根据所述期望重量生成控制命令发送至所述供料子系统；
所述扰动适应模块配置有环境扰动调节策略，所述环境扰动调节策略采用自适应鲁棒控制算法根据外界环境对供料子系统进行调节以适应非线性扰动；
所述最优控制模块配置有时间最优策略，所述时间最优策略根据期望重量生成切换决策，所述切换决策包括所述粗上料模块和细上料模块的工作时刻，所述工作时刻表征粗上料模块和细上料模块各自运行持续时间，
所述预测控制模块配置有预测控制策略，所述预测控制策略根据期望重量以及称重传感器实时反馈的重量信息计算得到预测误差，根据所述预测误差对产生时滞效应的环节进行动态补偿，并生成精确控制命令发送至所述供料子系统。
进一步设置：还包括残留补偿子系统，所述残留补偿子系统包括图像获取模块、分析判断模块、模型建立模块、补偿建立模块、数据存储模块，所述图像获取模块用于在粉料由供料子系统落入料盘时获取粉料图像，所述分析判断模块根据所述粉料图像获得判断参数，并根据所述判断参数从所述数据存储模块中获取对应的粉料参数，所述模型建立模块根据所述判断参数、粉料参数及期望重量构建粉料堆积模型，并根据所述粉料堆积模型获得底面面积，所述底面面积为构建的粉料堆积模型底部表征为与所述料盘接触部分的面积，补偿建立模块根据所述底面面积及粉料参数计算得到残留重量信息，并根据所述残留重量信息对所述期望重量进行修正得到新的期望重量，所述数据存储模块用于储存粉料参数与判断参数的对应关系及若干粉料参数，其中，所述粉料参数包括粉料颗粒摩擦系数、吸水量、比表面积、平均粒度、密度。
进一步设置：所述判断参数包括几何形状信息、粉料纹理信息及粉料色度信息，所述分析判断模块包括提取单元，所述提取单元对所述粉料图像进行颗粒边缘检测得到若干粉料颗粒，所述分析单元对粉料颗粒进行特征提取得到每颗粉料颗粒的初始色度信息、初始几何信息和初始纹理信息，所述判断单元根据每颗粉料颗粒的初始色度信息、初始几何信息和初始纹理信息分析计算得到几何形状信息、粉料纹理信息及粉料色度信息。
进一步设置：所述分析判断模块还包括辨别单元，所述辨别单元配置有真假辨别策略、上限阈值和下限阈值，所述真假辨别策略对所述提取单元检测得到的若干粉料颗粒进行判断是真实颗粒还是颗粒间隙，若所述粉料颗粒的面积大于上限阈值或小于下限阈值则判断为颗粒间隙，若所述粉料颗粒的面积小于等于上限阈值且大于等于下限阈值，则判断为真实颗粒，所述分析单元对所述真实颗粒进行特征提取，且去除所述颗粒间隙。
进一步设置：所述模型建立模块包括初步模型单元、修正获取单元和修正生成单元，所述初步模型单元根据所述粉料参数生成粉料仿真颗粒，并根据期望重量计算得到粉料仿真颗粒的数量后生成初始堆积模型，所述修正获取单元获取表征料盘面积的面积信息以及表征料盘与所述供料子系统之间高度差的高度差信息，所述修正生成单元根据所述高度差信息和面积信息生成修正决策，并根据所述修正决策对所述初始堆积模型进行修正得到堆积模型。
进一步设置：所述补偿建立模块计算得到残留重量信息的计算公式为：
其中，δ为残留重量信息，s为底面面积，d为平均粒度，ρ为密度，w为粉料颗粒摩擦系数，y为比表面积，τ为环境权重参数，α为吸水量，k为预设修正参数。
进一步设置：所述补偿建立模块还包括环境补偿子模块，所述环境补偿子模块包括影响参数获取单元、环境纠偏单元，所述影响参数获取单元用于获取环境影响信息，所述环境纠偏单元根据所述环境影响信息计算得到环境影响参数，所述环境影响参数包括湿度参数、温度参数，所述环境权重参数τ设置有多个影响因子，所述影响因子包括反映环境中湿度的湿度参数和反映环境温度的温度参数。
进一步设置：所述补偿建立模块还包括参数修正子模块，参数修正子模块包括数据获取单元和参数纠偏单元，所述数据获取单元获取在完成一次上料任务后称重传感器反馈的重量信息作为实际残留信息，所述参数纠偏单元根据残留重量信息和实际残留信息计算得到参数纠偏信息，并根据参数纠偏信息对所述预设修正参数进行修正得到新的预设修正参数。
进一步设置：所述残留补偿子系统还包括反馈影响模块，所述反馈影响模块包括反馈判断单元、任务存储单元和影响判断单元，所述反馈判断单元根据所述粉料参数判断粉料种类，所述任务存储单元用于储存后续的任务信息，所述任务信息包括后续上料任务的粉料种类，所述影响判断单元根据任务信息和粉料种类判断后续上料任务的粉料种类与料盘上残留的粉料种类是否一致，若不一致则发出清理信号提醒工作人员对料盘进行清理。
进一步设置：所述反馈影响模块还包括影响纠偏单元，若所述影响判断单元判断后续上料任务的粉料种类与料盘上残留的粉料种类一致则影响纠偏单元根据实际残留信息生成实际修正参数对下一次上料任务的期望重量进行修正得到新的期望重量。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、自适应鲁棒性算法可根据外界环境的变化而自动地调整参数，以适应系统中的非线性扰动。同时，对系统中的未建模动态和未知干扰有很好的抑制作用。本算法采用最小二乘法对上料系统的模型参数进行离线辨识，获得模型参数的估计值。然后根据系统的开环误差方程和等价确定性原则设计控制器方程，该方程中包含前馈信号（抵消开环误差方程）和反馈信号（使系统最终稳定）。对于反馈信号中的估计参数的控制率使用Lyapunovtheory 进行设计，实现对系统模型的精确补偿。
2、本发明主控制器中最优控制算法是根据实际生产时间，以极小值原理构造哈密顿函数，建立系统状态方程并得到目标函数，同时考虑执行器的饱和与约束，计算出最优解并获得切换粗/细供料系统工作时刻，使得闭环上料系统能够在最短时间达到系统收敛稳定。
3、预测控制具有调节时间短、超调量小、适应性强，响应速度快等特点，并且对模型精度要求不高，能够很好控制系统中存在的时滞效应。首先，利用递推最小二乘法在线辨识获得预测模型，并结合最优控制建立二次型性能指标；其次，分析粉料期望供给重量与当前反馈实际重量信息；最后，将得到的误差加以利用，对产生时滞效应的环节进行动态补偿，得到当前时刻最优解并且优化下一时刻的输入，从而将更为精确的控制信号给定粗/细供料系统进行速度和角度控制，在保证最终的控制精度下实现了高效率的上料控制。
4、一些贵重材料的上料和稀有材料的上料对精度要求极高，一些小的偏差也会造成较大损失，而在上料过程中往往会有部分粉料残留在料盘上，因此通过残留补偿子系统根据图像获取模块获取的粉料图像分析得到判断参数并根据判断参数从数据存储模块中获取粉料参数，包括粉料颗粒摩擦系数、吸水量、比表面积、平均粒度、密度，并根据以上参数和料盘面积、料盘与上料子系统之间的高度差来建立粉料堆积在料盘上的堆积模型，得到堆积模型底部与俩盘接触部分的面积，根据底面面积及粉料参数计算得到残留重量信息，并根据所述残留重量信息对期望重量进行修正得到新的期望重量，先考虑到会在料盘上残留的粉料重量，提前修正期望重量，使料盘上下料后的重量更加接近想要的重量，实现高精度上料。
5、由于工作环境中的湿度与温度会对粉料残留在料盘上的质量产生影响，对一些吸水性强的粉料如果环境湿度过高会使更多的料残留在料盘上，因此通过环境补偿子模块获取环境影响信息计算得到环境影响参数参与到残留重量信息的计算中，对残留重量信息的计算进行修正使上料更加精准。同时设置参数纠偏单元，在每次上料完成后对实际残留重量和计算得到的残留重量信息进行对比分析，并生成参数纠偏信息对预设修正参数进行修正，减小计算的误差，提高精度。
附图说明
图1是实施例整体结构框图；
图2是实施例中控制器的部分结构框图；
图3是实施例中残留补偿子系统的结构框图。
图中，1、主控制器；2、传动模块；3、粗上料模块；4、细上料模块；5、称重子系统；6、图像获取模块；7、分析判断模块；8、模型建立模块；81、初步模型单元；82、修正获取单元；83、修正生成单元；9、补偿建立模块；91、环境补偿子模块；92、参数修正子模块；10、数据存储模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，一种基于切换决策的高精度上料控制系统，包括：
供料子系统，所述供料子系统包括粗上料模块3、细上料模块4和传动模块2，所述传动模块2根据所述控制命令控制粗上料模块3和细上料模块4将粉料输送至称重子系统5，所述控制命令包括初控制命令、切换决策和精确控制命令；
称重子系统5，所述称重子系统5包括称重传感器和用于承接粉料的料盘，所述称重传感器对料盘内的粉料进行称重并生成重量信息以电信号的形式反馈至主控制器1；
主控制器1，包括上料控制模块、扰动适应模块、最优控制模块和预测控制模块，所述上料控制模块获取期望重量并根据所述期望重量生成控制命令发送至所述供料子系统；
所述扰动适应模块配置有环境扰动调节策略，所述环境扰动调节策略采用自适应鲁棒控制算法根据外界环境调整参数以适应非线性扰动；
所述最优控制模块配置有时间最优策略，所述时间最优策略根据极小值原理构造哈密顿函数，建立系统状态方程并得到目标函数，通过所述目标函数计算得到切换决策，所述切换决策包括所述粗上料模块3和细上料模块4的工作时刻，
所述预测控制模块配置有预测控制策略，所述预测控制策略利用递推最小二乘法在线辨识获得预测模型，并结合最优控制控制模块生成的切换决策建立二次型性能指标，根据二次型性能指标、期望重量以及称重传感器实时反馈的重量信息计算的到预测误差，根据所述预测误差对产生时滞效应的环节进行动态补偿，得到当前时刻最优解并且优化下一时刻的输入从而生成精确控制命令发送至所述供料子系统。
其中主控制器1是采用工业计算机，内部包含三大控制算法，分别解决对应的问题。传动模块2主要是整个上料机构的动力源以及传递动力的减速机和齿轮、轴等零部件。粗上料模块3和细上料模块4结构相似，区别在于上料精度，上料模块由旋转电机实现对粉料的供给，通过控制圈数可以控制上料的多少，调节频率可以控制上料的速度。称重传感器是可根据实际粉料需求选择不同的量程范围，将料盘上供料重量信息反馈给主控制器1，实现闭环反馈控制。
下面对三个算法进行详细介绍：
自适应鲁棒性算法可根据外界环境的变化而自动地调整参数，以适应系统中的非线性扰动。同时，对系统中的未建模动态和未知干扰有很好的抑制作用。本算法采用最小二乘法对上料系统的模型参数进行离线辨识，获得模型参数的估计值。然后根据系统的开环误差方程和等价确定性原则设计控制器方程，该方程中包含前馈信号（抵消开环误差方程）和反馈信号（使系统最终稳定）。对于反馈信号中的估计参数的控制率使用Lyapunovtheory 进行设计，实现对系统模型的精确补偿。
本发明主控制器1中最优控制算法是根据实际生产时间，以极小值原理构造哈密顿函数，建立系统状态方程并得到目标函数，同时考虑执行器的饱和与约束，计算出最优解并获得切换粗/细供料模块工作时刻，使得闭环上料系统能够在最短时间达到系统收敛稳定。
预测控制具有调节时间短、超调量小、适应性强，响应速度快等特点，并且对模型精度要求不高，能够很好控制系统中存在的时滞效应。首先，利用递推最小二乘法在线辨识获得预测模型，并结合最优控制建立二次型性能指标；其次，分析粉料期望供给重量与当前反馈实际重量信息；最后，将得到的误差加以利用，对产生时滞效应的环节进行动态补偿，得到当前时刻最优解并且优化下一时刻的输入，从而将更为精确的控制信号给定粗/细供料模块进行速度和角度控制，在保证最终的控制精度下实现了高效率的上料控制。
一些贵重材料的上料和稀有材料的上料对精度要求极高，一些小的偏差也会造成较大损失，而在上料过程中往往会有部分粉料残留在料盘上，因此还包括残留补偿子系统，所述残留补偿子系统包括图像获取模块6、分析判断模块7、模型建立模块8、补偿建立模块9、数据存储模块10，所述图像获取模块6用于在粉料由供料子系统落入料盘时获取粉料图像，所述分析判断模块7根据所述粉料图像获得判断参数，并根据所述判断参数从所述数据存储模块10中获取对应的粉料参数，所述模型建立模块8根据所述判断参数、粉料参数及期望重量构建粉料堆积模型，并根据所述粉料堆积模型获得底面面积，所述底面面积为构建的粉料堆积模型底部表征为与所述料盘接触部分的面积，补偿建立模块9根据所述底面面积及粉料参数计算得到残留重量信息，并根据所述残留重量信息对所述期望重量进行修正得到新的期望重量，所述数据存储模块10用于储存粉料参数与判断参数的对应关系及若干粉料参数，其中，所述粉料参数包括粉料颗粒摩擦系数、吸水量、比表面积、平均粒度、密度。通过残留补偿子系统根据图像获取模块6获取的粉料图像分析得到判断参数并根据判断参数从数据存储模块10中获取粉料参数，包括粉料颗粒摩擦系数、吸水量、比表面积、平均粒度、密度，并根据以上参数和料盘面积、料盘与上料子系统之间的高度差来建立粉料堆积在料盘上的堆积模型，得到堆积模型底部与俩盘接触部分的面积，根据底面面积及粉料参数计算得到残留重量信息，并根据所述残留重量信息对期望重量进行修正得到新的期望重量，先考虑到会在料盘上残留的粉料重量，提前修正期望重量，使料盘上下料后的重量更加接近想要的重量，实现高精度上料。
所述判断参数包括几何形状信息、粉料纹理信息及粉料色度信息，所述分析判断模块7包括提取单元，所述提取单元对所述粉料图像进行颗粒边缘检测得到若干粉料颗粒，所述分析单元对粉料颗粒进行特征提取得到每颗粉料颗粒的初始色度信息、初始几何信息和初始纹理信息，所述判断单元根据每颗粉料颗粒的初始色度信息、初始几何信息和初始纹理信息分析计算得到几何形状信息、粉料纹理信息及粉料色度信息。通过粉料色度信息、几何形状信息和粉料纹理信息可以相对准确的分辨各种不同的粉料差别，从而从数据存储模块10中准确对应到相应的粉料参数。
所述分析判断模块7还包括辨别单元，所述辨别单元配置有真假辨别策略、上限阈值和下限阈值，所述真假辨别策略对所述提取单元检测得到的若干粉料颗粒进行判断是真实颗粒还是颗粒间隙，若所述粉料颗粒的面积大于上限阈值或小于下限阈值则判断为颗粒间隙，若所述粉料颗粒的面积小于等于上限阈值且大于等于下限阈值，则判断为真实颗粒，所述分析单元对所述真实颗粒进行特征提取，且去除所述颗粒间隙。通过辨别单元提高从图像中提取粉料颗粒的准确性，从而更加精准的判断粉料种类得到粉料参数。
所述模型建立模块8包括初步模型单元81、修正获取单元82和修正生成单元83，所述初步模型单元81根据所述粉料参数生成粉料仿真颗粒，并根据期望重量计算得到粉料仿真颗粒的数量后生成初始堆积模型，所述修正获取单元82获取表征料盘面积的面积信息以及表征料盘与所述供料子系统之间高度差的高度差信息，所述修正生成单元83根据所述高度差信息和面积信息生成修正决策，并根据所述修正决策对所述初始堆积模型进行修正得到堆积模型。
所述补偿建立模块计算得到残留重量信息的计算公式为：
其中，δ为残留重量信息，s为底面面积，d为平均粒度，ρ为密度，w为粉料颗粒摩擦系数，y为比表面积，τ为环境权重参数，α为吸水量，k为预设修正参数
由于工作环境中的湿度与温度会对粉料残留在料盘上的质量产生影响，对一些吸水性强的粉料如果环境湿度过高会使更多的料残留在料盘上，因此补偿建立模块9还包括环境补偿子模块91，所述环境补偿子模块91包括影响参数获取单元、环境纠偏单元，所述影响参数获取单元用于获取环境影响信息，所述环境纠偏单元根据所述环境影响信息计算得到环境影响参数，所述环境影响参数包括湿度参数、温度参数，所述环境权重参数τ设置有多个影响因子，所述影响因子包括反映环境中湿度的湿度参数和反映环境温度的温度参数。
所述补偿建立模块9还包括参数修正子模块92，参数修正子模块92包括数据获取单元和参数纠偏单元，所述数据获取单元获取在完成一次上料任务后称重传感器反馈的重量信息作为实际残留信息，所述参数纠偏单元根据残留重量信息和实际残留信息计算得到参数纠偏信息，并根据参数纠偏信息对所述预设修正参数进行修正得到新的预设修正参数。
所述残留补偿子系统还包括反馈影响模块，所述反馈影响模块包括反馈判断单元、任务存储单元和影响判断单元，所述反馈判断单元根据所述粉料参数判断粉料种类，所述任务存储单元用于储存后续的任务信息，所述任务信息包括后续上料任务的粉料种类，所述影响判断单元根据任务信息和粉料种类判断后续上料任务的粉料种类与料盘上残留的粉料种类是否一致，若不一致则发出清理信号提醒工作人员对料盘进行清理。
所述反馈影响模块还包括影响纠偏单元，若所述影响判断单元判断后续上料任务的粉料种类与料盘上残留的粉料种类一致则影响纠偏单元根据实际残留信息生成实际修正参数对下一次上料任务的期望重量进行修正得到新的期望重量。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，包括：
供料子系统，所述供料子系统包括粗上料模块、细上料模块和传动模块，所述传动模块根据控制命令控制粗上料模块和细上料模块将粉料输送至称重子系统，所述控制命令包括初控制命令、切换决策和精确控制命令；
称重子系统，所述称重子系统包括称重传感器和用于承接粉料的料盘，所述称重传感器对料盘内的粉料进行称重并生成重量信息以电信号的形式反馈至主控制器；
主控制器，包括上料控制模块、扰动适应模块、最优控制模块和预测控制模块，所述上料控制模块获取期望重量并根据所述期望重量生成控制命令发送至所述供料子系统；
所述扰动适应模块配置有环境扰动调节策略，所述环境扰动调节策略采用自适应鲁棒控制算法根据外界环境对供料子系统进行调节以适应非线性扰动；
所述最优控制模块配置有时间最优策略，所述时间最优策略根据期望重量生成切换决策，所述切换决策包括所述粗上料模块和细上料模块的工作时刻，所述工作时刻表征粗上料模块和细上料模块各自运行持续时间，
所述预测控制模块配置有预测控制策略，所述预测控制策略根据期望重量以及称重传感器实时反馈的重量信息计算得到预测误差，根据所述预测误差对产生时滞效应的环节进行动态补偿，并生成精确控制命令发送至所述供料子系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，还包括残留补偿子系统，所述残留补偿子系统包括图像获取模块、分析判断模块、模型建立模块、补偿建立模块、数据存储模块，所述图像获取模块用于在粉料由供料子系统落入料盘时获取粉料图像，所述分析判断模块根据所述粉料图像获得判断参数，并根据所述判断参数从所述数据存储模块中获取对应的粉料参数，所述模型建立模块根据所述判断参数、粉料参数及期望重量构建粉料堆积模型，并根据所述粉料堆积模型获得底面面积，所述底面面积为构建的粉料堆积模型底部表征为与所述料盘接触部分的面积，补偿建立模块根据所述底面面积及粉料参数计算得到残留重量信息，并根据所述残留重量信息对所述期望重量进行修正得到新的期望重量，所述数据存储模块用于储存粉料参数与判断参数的对应关系及若干粉料参数，其中，所述粉料参数包括粉料颗粒摩擦系数、吸水量、比表面积、平均粒度、密度。
3.根据权利要求2所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述判断参数包括几何形状信息、粉料纹理信息及粉料色度信息，所述分析判断模块包括提取单元、分析单元和判断单元，所述提取单元对所述粉料图像进行颗粒边缘检测得到若干粉料颗粒，所述分析单元对粉料颗粒进行特征提取得到每颗粉料颗粒的初始色度信息、初始几何信息和初始纹理信息，所述判断单元根据每颗粉料颗粒的初始色度信息、初始几何信息和初始纹理信息分析计算得到几何形状信息、粉料纹理信息及粉料色度信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述分析判断模块还包括辨别单元，所述辨别单元配置有真假辨别策略、上限阈值和下限阈值，所述真假辨别策略对所述提取单元检测得到的若干粉料颗粒进行判断是真实颗粒还是颗粒间隙，若所述粉料颗粒的面积大于上限阈值或小于下限阈值则判断为颗粒间隙，若所述粉料颗粒的面积小于等于上限阈值且大于等于下限阈值，则判断为真实颗粒，所述分析单元对所述真实颗粒进行特征提取，且去除所述颗粒间隙。
5.根据权利要求4所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述模型建立模块包括初步模型单元、修正获取单元和修正生成单元，所述初步模型单元根据所述粉料参数生成粉料仿真颗粒，并根据期望重量计算得到粉料仿真颗粒的数量后生成初始堆积模型，所述修正获取单元获取表征料盘面积的面积信息以及表征料盘与所述供料子系统之间高度差的高度差信息，所述修正生成单元根据所述高度差信息和面积信息生成修正决策，并根据所述修正决策对所述初始堆积模型进行修正得到堆积模型。
6.根据权利要求5所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述补偿建立模块计算得到残留重量信息的计算公式为：
其中，δ为残留重量信息，s为底面面积，d为平均粒度，ρ为密度，w为粉料颗粒摩擦系数，y为比表面积，τ为环境权重参数，α为吸水量，k为预设修正参数。
7.根据权利要求6所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述补偿建立模块还包括环境补偿子模块，所述环境补偿子模块包括影响参数获取单元、环境纠偏单元，所述影响参数获取单元用于获取环境影响信息，所述环境纠偏单元根据所述环境影响信息计算得到环境影响参数，所述环境影响参数包括湿度参数、温度参数，所述环境权重参数τ设置有多个影响因子，所述影响因子包括反映环境中湿度的湿度参数和反映环境温度的温度参数。
8.根据权利要求7所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述补偿建立模块还包括参数修正子模块，参数修正子模块包括数据获取单元和参数纠偏单元，所述数据获取单元获取在完成一次上料任务后称重传感器反馈的重量信息作为实际残留信息，所述参数纠偏单元根据残留重量信息和实际残留信息计算得到参数纠偏信息，并根据参数纠偏信息对所述预设修正参数进行修正得到新的预设修正参数。
9.根据权利要求2所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述残留补偿子系统还包括反馈影响模块，所述反馈影响模块包括反馈判断单元、任务存储单元和影响判断单元，所述反馈判断单元根据所述粉料参数判断粉料种类，所述任务存储单元用于储存后续的任务信息，所述任务信息包括后续上料任务的粉料种类，所述影响判断单元根据任务信息和粉料种类判断后续上料任务的粉料种类与料盘上残留的粉料种类是否一致，若不一致则发出清理信号提醒工作人员对料盘进行清理。
10.根据权利要求9所述的一种基于切换决策的高精度上料控制系统，其特征在于，所述反馈影响模块还包括影响纠偏单元，若所述影响判断单元判断后续上料任务的粉料种类与料盘上残留的粉料种类一致则影响纠偏单元根据实际残留信息生成实际修正参数对下一次上料任务的期望重量进行修正得到新的期望重量。
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