CN114326630A - 沥青混合料智能称重配料控制方法 - Google Patents

沥青混合料智能称重配料控制方法 Download PDF

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CN114326630A
CN114326630A CN202111651647.7A CN202111651647A CN114326630A CN 114326630 A CN114326630 A CN 114326630A CN 202111651647 A CN202111651647 A CN 202111651647A CN 114326630 A CN114326630 A CN 114326630A
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Abstract

本发明公开了一种采用基于模糊神经网络的PID控制器作为石料、粉料和沥青计量称重的控制器,石料、粉料和沥青计量称重传感器检测的称重数据与设定值比对,产生偏差e和偏差变化率ec,作为模糊神经网络的输入至输入层,然后由模糊化层通过隶属度函数规则进行模糊化,再经过模糊化推理层进行模糊推理与判断,确定模糊规则的匹配情况,并计算出各个模糊规则的适应度,接着进行归一化计算,输出归一化的控制量到输出层,输出ΔKp、ΔKi、ΔKd来修正PID控制器的Kp,Ki,Kd三个参数。本发明采用模糊神经网络算法来修正PID控制器的Kp,Ki,Kd三个参数,提高沥青混合物石料、粉料和沥青的称重计量精度和计量模块的动态响应。

Description

沥青混合料智能称重配料控制方法
技术领域
本发明涉及一种沥青混合料智能称重配料控制方法,属于沥青搅拌站设备技术领域。
背景技术
沥青混合料搅拌设备是重要的路面工程机械之一,被广泛应用于道路、机场、码头和基础设施的施工,生产的沥青混合料影响着工程质量的好坏。沥青混合料是由大小不同的石料、粉料和加热的沥青按比例送入搅拌缸搅拌至均匀,生成沥青混合料。生产过程中要按配方比及所设定的生产率计算并称量各种石料、粉料、沥青的重量。而目前的搅拌设备对石料、粉料、沥青的重量计量由于检测手段和计量方法的技术局限,计量环节具有滞后性,操作中存在着提前量或过冲量,造成计量精度不够精确,一定程度上影响沥青混合料的质量。为提高混合料的生产工艺和计量精度,设计智能化的称重配料系统有着重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沥青混合料智能称重配料控制方法,在进行沥青混合料生产中,可以根据不同规格、等级的沥青混合料的生产工艺和配比要求,在系统中设定好参数,自动地完成沥青混合料中各种配料的称重计量,整个过程采用自动控制技术实现沥青混合料的自动称重配料。由于石料、粉料和沥青计量环节具有滞后性,现有技术的设备操作中存在着提前量和过冲量,本发明采用模糊神经网络算法来修正PID控制器的Kp,Ki,Kd三个参数,提高沥青混合物石料、粉料和沥青的称重计量精度和计量模块的动态响应。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
一种沥青混合料智能称重配料控制方法,采用基于模糊神经网络的PID控制器作为石料、粉料和沥青计量称重的控制器,模糊神经网络分为五层,从信号输入至输出依次为输入层、模糊化层、模糊化推理层、去模糊化层、输出层;石料、粉料和沥青计量称重传感器检测的称重数据与设定值比对,产生偏差e和偏差变化率ec,作为模糊神经网络的输入至输入层,然后由模糊化层通过隶属度函数规则进行模糊化,再经过模糊化推理层进行模糊推理与判断,确定模糊规则的匹配情况,并计算出各个模糊规则的适应度,接着进行归一化计算,输出归一化的控制量到输出层,输出ΔKp、ΔKi、ΔKd来修正PID控制器的Kp,Ki,Kd三个参数。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现:
前述沥青混合料智能称重配料控制方法,其中,
1)输入层:接收偏差e和偏差变化率ec两个输入量,连接权重为
Figure BDA0003444947380000021
Figure BDA0003444947380000022
偏差e和偏差变化率ec在时间域的表示形式为e(t),ec(t),Oi表示输入层函数,Oi=xi=[x1,x2];
2)模糊化层:对输入变量进行模糊化处理,
Figure BDA0003444947380000023
O2(i,j)表示模糊化处理时的隶属度函数值,
Figure BDA0003444947380000024
表示隶属度函数,cij和bij表示第i个输入变量的第j个模糊集合的隶属度函数的中心和宽度;
3)模糊化推理层和去模糊化层:共同完成模糊推理,模糊化推理层是“AND”神经元,连接权重设置为1,由一系列模糊规则组成,通过各个节点的组合来计算结果;去模糊化层是“OR”神经元,归一化运算,将该层神经元的归一化处理后输出模糊量;
4)输出层:进行解模糊;去模糊化层的输出O(4)作为输出层的输入,即I(5)=O(4),Kp,Ki,Kd三个参数的自适应输出公式如下:
Figure BDA0003444947380000025
Figure BDA0003444947380000026
分别为输出层三个输出。
前述沥青混合料智能称重配料控制方法,对偏差e和偏差变化率ec进行模糊处理的模糊规则如下:
1)根据e和ec的隶属度,推导输出值(U)对应隶属度的规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PB、PB、PB、PS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PB、PB、PS、ZO、ZO;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PS、PS、ZO、NS、NS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为ZO、ZO、NS、NB、NB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为ZO、NS、NB、NB、NB;
2)Δkp为Kp的变化量,模糊规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PB、PB、PS、PS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PB、PS、ZO、ZO、NS;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PS、PS、NS、NS、NS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PS、ZO、NS、NS、NB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为ZO、NS、NB、NB、NB;
3)Δki为Ki变化量,模糊规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为NB、NB、NS、NS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为NB、NS、NS、ZO、PS;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为PS、NS、ZO、PS、PS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为ZO、ZO、PS、PS、PB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为ZO、PS、PB、PB、PB;
4)Δkd为Kd变化量,模糊规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为PS、NB、NB、NB、PS;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、NS、NS、NS、ZO;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、NS、NS、NS、ZO;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、ZO、ZO、ZO、ZO;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为PB、PS、PS、PS、PB。
前述沥青混合料智能称重配料控制方法,对于沥青料的计量控制采用时间、称重双重控制,其方法为:当沥青开始称重计量时开始计时,当称重计量达到设定值或计量时间达到上一次平均配料时间Ty,停止沥青供给至称量灌。平均配料时间不断迭代更新,即本次平均配料时间T=(上一次计量时间t1-本次计量时间t2)/2+上一次平均配料时间Ty。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用模糊神经网络算法来修正PID控制器的Kp,Ki,Kd三个参数,提高沥青混合物石料、粉料和沥青的称重计量精度和计量模块的动态响应,克服沥青混合料计量环节的滞后性,避免提前量和过冲量对计量精度的影响,保证生产质量与安全。
附图说明
图1是本发明称重配料系统总体结构图;
图2是石料称重模块结构图;
图3是PID控制结构图;
图4是模糊神经网络PID控制器结构图;
图5是称重变送器接线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
称重配料控制是沥青混合料搅拌设备的核心环节,主要功能就是将加热后的石料、沥青和粉料按照预先设定好的配方比例分别进行称量,其中石料和粉料属于多种料的累加计量。称重系统的计量精度直接影响成品料的质量,按交通行业标准JT/T270-2002《强制间歇式沥青混合料搅拌设备》规定:标准工况下物料动态计量时精度误差为,沥青计量精度为±2.0%、粉料计量精度为±2.5%、石料计量精度为±2.5%。
本发明由主控制器、石料控制、粉料控制、沥青控制、各配料的称重称重传感器、执行机构和各配料料仓组成,如图1所示。
这里以石料称重为例,热石料称重控制系统结构如图2所示。粗级配的冷石料经烘干筒加热后,由提升机输送至振动筛,振动筛将热石料混合料筛分为大小不同粒径的四种料,分别储存在各自的热料仓中,各石料仓底部的仓门开关实现石料的放料控制控制。每个热料仓底部各有大小二个放料弧门,由气缸控制其开闭。称量开始时,按设定的放料顺序,某个热料仓大小放料弧门同时打开,所以称量开始时,石料能快速注入石料计量斗,此称为粗称;当计量斗内石料质量达到设定位的85%时,大放料弧门关闭,小放料弧门保持打开状态,石料缓慢注人计量斗,此即为石料的细称。当石料的质量达到设定值时,关闭小放料弧门,停止石料的注入,完成一种石料的精称,石料计量是累加计量。
在称重计量中,PID是一种常用的控制方法,PID控制是比例积分微分控制的简称,由于其算法简单、鲁棒性好,在工业控制中获得了广泛的应用,今天仍有90%以上的控制回路采用PID控制,其控制结构如图3所示。
其控制规律为:
Figure BDA0003444947380000051
式中,e(t)为误差,e(t)=r(t)-y(t),KP为比例系数;Ti为积分时间常数;Td为微分时间常数。由于传统的PID算法存在控制精度低的局限性,石料、粉料和沥青计量环节具有滞后性,操作中存在着提前量和过冲量,因此单一模糊控制的设计缺乏系统性,为了在不建立准确数学模型的前提下,仍能够保证控制的精度和实时性,本发明采用基于模糊神经网络的PID控制算法作为石料、粉料和沥青计量智能称重的控制方法,其结构如图4所示。
基于模糊神经网络的PID控制器主要包括模糊神经参数整定器和变参数PID控制器两部分,模糊神经网络参数整定器有两个输入量:偏差e和偏差变化率ec。P1、Z1、N1分别代表偏差e的负数、零、正数隶属度,P2、Z2、N2分别代表偏差变化率ec的负数、零、正数隶属度。F/D代表输出层,分解为Kp,Ki和Kd三个输出。
模糊神经网络分为五层,分别为输入层、模糊化层、模糊化推理层、去模糊化层、输出层。石料、粉料和沥青计量称重传感器多次检测的数据反馈给控制器,经与设定值比对,产生偏差e和偏差变化率ec,作为模糊神经网络的输入,经过输入层,然后通过隶属度函数规则进行模糊化,再经过模糊化推理层,进行模糊推理与判断,确定模糊规则的匹配情况,并计算出各个模糊规则的适应度。接着进行归一化计算,输出归一化的控制量到输出层,经过分解得到Kp,Ki和Kd三个输出。
本发明采用模糊神经网络PID控制器对偏差e和偏差变化量ec进行模糊处理。这里将传感器采集的各配料重量偏差e的范围设置在-5到+5之间。即传感器采集重量偏离设定值的最大距离为10。正负表示重量正负偏离,基于以上设定,可以对e和ec进行模糊化,为减少神经网络的复杂度,现在将e的区间[-5,5]分为5个部分,分别为:-5~-3,-3~-1,-1~1,1~3,3~5。然后使用NB(负大),NS(负小),ZO(零),PS(正小),PB(正大),分别代表-3,-1,0,1,3。同理,模糊化偏差变化率ec可以得到:NB,NS,ZO,PS,PB。
将系统偏差e和偏差变化率ec变化范围定义为模糊集上的论域,即:
其模糊子集为e,ec={-5,-3,-1,0,1,3,5}(2)
对于输入的e和ec,需要计算出它们的隶属度,推导出输出值(U)对应的隶属度,本发明输出值(U)采用模糊规则如表1所示。
表1偏差e和偏差变化率ec推导输出值(U)隶属度模糊规则表
Figure BDA0003444947380000061
即当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PB、PB、PB、PS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PB、PB、PS、ZO、ZO;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PS、PS、ZO、NS、NS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为ZO、ZO、NS、NB、NB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为ZO、NS、NB、NB、NB。
接下来,建立Kp,Ki和Kd三个变量的模糊规则库来调整PID控制参数。
(1)Kp模糊规则
在PID控制器中,系统的响应速度由Kp决定。Δkp为Kp的变化量,模糊规则如表2所示。
表2Kp模糊规则
Figure BDA0003444947380000062
即当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PB、PB、PS、PS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PB、PS、ZO、ZO、NS;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PS、PS、NS、NS、NS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PS、ZO、NS、NS、NB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为ZO、NS、NB、NB、NB。
(2)Ki模糊规则
在PID控制器中,消除系统的稳态偏差是Ki的作用,Δki为Ki变化量。模糊规则如表3所示。
表3Ki模糊规则
Figure BDA0003444947380000071
即当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为NB、NB、NS、NS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为NB、NS、NS、ZO、PS;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为PS、NS、ZO、PS、PS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为ZO、ZO、PS、PS、PB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为ZO、PS、PB、PB、PB。
(3)Kd模糊规则
在PID控制器中,改变系统动态特性是Kd的作用,Δkd为Kd变化量。模糊规则如表4所示。
表4Kd模糊规则
Figure BDA0003444947380000072
Figure BDA0003444947380000081
即当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为PS、NB、NB、NB、PS;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、NS、NS、NS、ZO;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、NS、NS、NS、ZO;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、ZO、ZO、ZO、ZO;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为PB、PS、PS、PS、PB。
考虑Kp,Ki,Kd三者的关联,根据工程经验设计模糊整定这三个参数,误差e和偏差变化率ec为输入。设e,ec和ΔKp,ΔKi,ΔKd均服从正态分布,因此可得出各模糊子集的隶属度,根据偏差e和偏差变化量ec的模糊化结果推导出ΔKp,ΔKi,ΔKd的模糊子集。输入量e和ec是由模糊变量组成的向量,所以推理出的ΔKp,ΔKi,ΔKd的模糊子集通常是由模糊变量组成的矩阵。为进一步提高沥青混合物石料、粉料和沥青的称重计量精度和计量模块的动态响应,这里采用模糊神经网络算法来修正PID控制器的Kp,Ki,Kd三个参数。
本发明模糊神经网络计算过程:本发明采用5层模糊神经网络结构,分别为输入层、模糊化层、模糊化推理层、去模糊化层、输出层。如图4所示。
1)第一层:接收偏差e和偏差变化率ec两个输入量,这里取连接权重为wi 1=1。
Figure BDA0003444947380000082
偏差e和偏差变化率ec在时间域的表示形式为e(t),ec(t)。Oi表示输入层函数,Oi=xi=[x1,x2]。
2)第二层:对输入变量模糊化处理。
Figure BDA0003444947380000083
O2(i,j)表示模糊化处理时的隶属度函数值,
Figure BDA0003444947380000091
表示隶属度函数,cij和bij表示第i个输入变量的第j个模糊集合的隶属度函数的中心和宽度。
3)第三层和第四层:共同完成模糊推理,第三层是“AND”神经元,连接权重设置为1,它由一系列模糊规则组成,通过各个节点的组合来计算结果;第四层是“OR”神经元,归一化运算,将该层神经元的归一化处理后输出模糊量。
4)第五层:解模糊。本发明要输出的是Kp,Ki,Kd的自适应结果。第四层的输出O(4)作为第五层的输入,即I(5)=O(4),Kp,Ki,Kd三个参数的自适应输出公式如下
Figure BDA0003444947380000092
Figure BDA0003444947380000093
分别为第五层的三个输出。
这里以石料称重为例,粗级配的冷石料经烘干筒加热后,由提升机输送至振动筛,振动筛将热石料混合料筛分为不同粒径的四种料,分别储存在各自的热料仓中,各石料仓底部的仓门开关实现石料的放料控制控制。每个热料仓底部各有大小二个放料弧门,由气缸控制其开闭。称量开始时,按设定的放料顺序,某个热料仓大小放料弧门同时打开,所以称量开始时,石料能快速注入石料计量斗,此称为粗称;当计量斗内石料质量达到设定位的85%时,大放料弧门关闭,小放料弧门保持打开,石料缓慢注人计量斗,此即为石料的细称。当石料的质量达到设定值时,关闭小放料弧门,停止石料的注入,完成一种石料的精称,石料计量是累加计量。粉料称重计量和石料类似。
一般情况下沥青称重计量的控制可采用与石料、粉料相同的控制方法,采用模糊神经网络PID控制器。计量是通过沥青称量灌三个测点的测量数据实现,前提是三个点设置在同一水平面上,重心处于三个点的中心,沥青料门的开度大小是通过气阀实现的。但是沥青料与石料、粉料相比具有粘性大,迟滞性突出的特点,尤其是当沥青温度发生较大变化时,相应的,其粘性也发生较大变化,从而影响其流动速度,如果沥青流动速度不稳将对其称重计量的准确度造成较大干扰。为了进一步提高沥青称重计量的准确度,对于沥青料的计量控制采用双重控制,其方法为:当沥青开始称重计量时开始计时,当称重计量达到设定值或计量时间达到上一次平均配料时间Ty,停止沥青供给至称量灌。平均配料时间不断迭代更新,即本次平均配料时间T=(上一次计量时间t1-本次计量时间t2)/2+上一次平均配料时间Ty。
沥青料属于有毒有害物质,如果沥青料发生过冲溢出将导致对设备、人员、环境的危害,为了防止因设备故障造成沥青料输送失控的极端情况发生,在实际运行过程中,可以设置以下防误紧急故障处理控制流程,当沥青计量称中的重量实际值或称量时间超过设定值的120%时停止沥青供给泵的工作并报警,防止沥青料溢出称量灌,此参数可根据需要设定更改。
动态配料称重过程可以看作是SISO系统,通常为高阶非线性环节的特性,且有N阶纯滞。因为称重模块有惯性特性,所以当称重计量速度加快时,石料的过冲量、从下落到计量斗内的时间差、执行机构的滞后以及沥青的粘度等干扰因素将影响石料计量精度,在实际情况,通过降低速度来提高石料计量精度。而模糊神经网络PID算法能修正物料计量的误差,提高精度。
本系统的硬件配置为:本地站采用三菱Q00UCPU作为核心控制器,模糊神经网络PID控制的均在此控制器中编程实现,重量信号由称重变送器处理后进入AD模块,经过AD转换后由CPU按照模糊神经网络PID算法计算Kp,Ki,Kd三个参数并进行调节。本系统选用METTLER-TOLEDO的TSB系列高精度传感器和TR200H高精度信号变送器;选用三菱高速A/D转换模块Q64AD模块;该模块为四通道A/D转换模块,转换精度高,转换速度快,且具有通道隔离功能,提高了运行的稳定性。以粉料计量斗设备为例,硬件上设计采用METTLER-TOLEDO称重传感器3只,料斗为单斗、带密封门、3点悬挂,容量为500kg,悬挂方式为3个0.3吨称重传感器,带运输固定螺栓,放料方式为气动斜槽和气动蝶阀控制快速螺旋放料,采用模糊神经网络算法计算PID参数实现放料自动补偿,称重变送器接线图如图5所示。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种沥青混合料智能称重配料控制方法,其特征在于,采用基于模糊神经网络的PID控制器作为石料、粉料和沥青计量称重的控制器,模糊神经网络分为五层,从信号输入至输出依次为输入层、模糊化层、模糊化推理层、去模糊化层、输出层;石料、粉料和沥青计量称重传感器检测的称重数据与设定值比对,产生偏差e和偏差变化率ec,作为模糊神经网络的输入至输入层,然后由模糊化层通过隶属度函数规则进行模糊化,再经过模糊化推理层进行模糊推理与判断,确定模糊规则的匹配情况,并计算出各个模糊规则的适应度,接着进行归一化计算,输出归一化的控制量到输出层,输出ΔKp、ΔKi、ΔKd来修正PID控制器的Kp,Ki,Kd三个参数。
2.如权利要求1所述的沥青混合料智能称重配料控制方法,其特征在于,
1)输入层:接收偏差e和偏差变化率ec两个输入量,连接权重为
Figure FDA0003444947370000011
Figure FDA0003444947370000012
偏差e和偏差变化率ec在时间域的表示形式为e(t),ec(t),Oi表示输入层函数,Oi=xi=[x1,x2];
2)模糊化层:对输入变量进行模糊化处理,
Figure FDA0003444947370000013
O2(i,j)表示模糊化处理时的隶属度函数值,
Figure FDA0003444947370000014
表示隶属度函数,cij和bij表示第i个输入变量的第j个模糊集合的隶属度函数的中心和宽度;
3)模糊化推理层和去模糊化层:共同完成模糊推理,模糊化推理层是“AND”神经元,连接权重设置为1,由一系列模糊规则组成,通过各个节点的组合来计算结果;去模糊化层是“OR”神经元,归一化运算,将该层神经元的归一化处理后输出模糊量;
4)输出层:进行解模糊;去模糊化层的输出O(4)作为输出层的输入,即I(5)=O(4),Kp,Ki,Kd三个参数的自适应输出公式如下:
Figure FDA0003444947370000021
Figure FDA0003444947370000022
分别为输出层三个输出。
3.如权利要求1所述的沥青混合料智能称重配料控制方法,其特征在于,对偏差e和偏差变化率ec进行模糊处理的模糊规则如下:
1)根据e和ec的隶属度,推导输出值(U)对应隶属度的规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PB、PB、PB、PS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PB、PB、PS、ZO、ZO;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为PS、PS、ZO、NS、NS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为ZO、ZO、NS、NB、NB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,输出值(U)对应的隶属度分别为ZO、NS、NB、NB、NB;
2)Δkp为Kp的变化量,模糊规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PB、PB、PS、PS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PB、PS、ZO、ZO、NS;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PS、PS、NS、NS、NS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为PS、ZO、NS、NS、NB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkp对应的隶属度分别为ZO、NS、NB、NB、NB;
3)Δki为Ki变化量,模糊规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为NB、NB、NS、NS、ZO;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为NB、NS、NS、ZO、PS;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为PS、NS、ZO、PS、PS;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为ZO、ZO、PS、PS、PB;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δki对应的隶属度分别为ZO、PS、PB、PB、PB;
4)Δkd为Kd变化量,模糊规则为:
当e为NB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为PS、NB、NB、NB、PS;当e为NS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、NS、NS、NS、ZO;当e为ZO,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、NS、NS、NS、ZO;当e为PS,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为ZO、ZO、ZO、ZO、ZO;当e为PB,ec分别为NB、NS、ZO、PS、PB时,Δkd对应的隶属度分别为PB、PS、PS、PS、PB。
4.如权利要求1所述的沥青混合料智能称重配料控制方法,其特征在于,对于沥青料的计量控制采用时间、称重双重控制,其方法为:当沥青开始称重计量时开始计时,当称重计量达到设定值或计量时间达到上一次平均配料时间Ty,停止沥青供给至称量灌;平均配料时间不断迭代更新,即本次平均配料时间T=(上一次计量时间t1-本次计量时间t2)/2+上一次平均配料时间Ty。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115302630A (zh) * 2022-10-08 2022-11-08 南通钰昇智能科技有限公司 一种新型混凝土砂浆搅拌控制方法
CN117247132A (zh) * 2023-11-15 2023-12-19 成都之维安科技股份有限公司 一种基于aao工艺的智能精准曝气方法
CN118408626A (zh) * 2024-07-01 2024-07-30 深圳大因医疗科技有限公司 一种动态人体体重检测装置以及检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122132A (zh) * 2010-01-11 2011-07-13 北京航空航天大学 一种基于模糊神经网络的用于环境模拟系统的智能控制系统
CN111963471A (zh) * 2020-08-14 2020-11-20 苏州浪潮智能科技有限公司 一种风扇转速控制方法和装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122132A (zh) * 2010-01-11 2011-07-13 北京航空航天大学 一种基于模糊神经网络的用于环境模拟系统的智能控制系统
CN111963471A (zh) * 2020-08-14 2020-11-20 苏州浪潮智能科技有限公司 一种风扇转速控制方法和装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐红雨等: "基于蚁群算法的沥青混合料动态配料称重控制模块设计", 《公路工程》 *
毛卫东等: "双滚筒沥青拌合设备骨料计量系统模糊PID控制仿真研究", 《公路与汽运》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115302630A (zh) * 2022-10-08 2022-11-08 南通钰昇智能科技有限公司 一种新型混凝土砂浆搅拌控制方法
CN115302630B (zh) * 2022-10-08 2023-01-31 南通钰昇智能科技有限公司 一种混凝土砂浆搅拌控制方法
CN117247132A (zh) * 2023-11-15 2023-12-19 成都之维安科技股份有限公司 一种基于aao工艺的智能精准曝气方法
CN117247132B (zh) * 2023-11-15 2024-01-30 成都之维安科技股份有限公司 一种基于aao工艺的智能精准曝气方法
CN118408626A (zh) * 2024-07-01 2024-07-30 深圳大因医疗科技有限公司 一种动态人体体重检测装置以及检测方法

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