CN116788783A - 一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法及系统包括：监测皮带工作状态，连续将数值传输至PLC控制模块和变频器；根据模糊规则库获取跑偏数值的大小，输出控制信号至变频器；变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。本发明通过数传分站与其他胶带机纠偏子系统通讯，扩展成多胶带智能纠偏系统，并统一由智能管理平台集中管控。PLC通过检测到的胶带机跑偏量采用模糊控制算法无极闭环控制调正托辊和纠偏滚筒的调正轮伺服执行机构做出角度调正，并通过合理的死区控制，使胶带机跑偏量控制在设定值范围内。并且不会因为小的系统偏差或变化导致频繁摆动调正。
Description
技术领域
本发明涉及计算机平台负载平衡技术领域，具体为一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法及系统。
背景技术
带式输送机是一种用于物料输送的设备，带式输送机的作业过程中，胶带跑偏是最为常见的故障之一，会导致皮带沿线撒煤、挡皮翻出、皮带边缘刮损、皮带划伤等问题，同时也会影响设备的安全运行和生产效率。
目前，常用的带式纠偏控制方法包括机械式和电气式两类。机械式方法通常采用调整滚筒位置或增加装置来实现纠偏，但这些方法需要停机维修且效果有限；电气式方法则是通过传感器采集带式位置信息，并通过控制系统调整驱动力以实现纠偏，但其系统复杂度高、稳定性难以保证。
为了解决传统带式输送机纠偏控制方法的问题，目前研究者们开始探索基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法。该方法通过模糊控制器对输送机进行控制，不仅可以准确地控制带式的运动，还能自适应地调节控制参数，提高控制精度和鲁棒性。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述存在的问题，发明提供如下技术方案：一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，
因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其包括：
监测皮带工作状态，连续将数值传输至PLC控制模块和变频器；
根据模糊规则库获取跑偏数值的大小，输出控制信号至变频器；
变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。
作为本发明所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的一种优选方案，其中：所述皮带工作状态包括正常工作状态包括运行速度，张力状态，对齐状态，磨损状态以及润滑状态。
作为本发明所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的一种优选方案，其中：视觉识别系统自带显示装置，且以中心位置作为原点建立坐标系，纵轴与皮带正常运作状态下的外边线对齐，且代表皮带跑偏的大小，横轴代表皮带跑偏速度的快慢；
根据皮带跑偏的大小程度与皮带跑偏速度的快慢分类判断皮带跑偏状态制定了模糊算法的论域。
作为本发明所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的一种优选方案，其中：视觉识别系统自带显示装置的中心位置作为原点建立坐标系，若现场安装空间不足，迫使屏幕中心作为坐标原点建立的坐标系的纵轴受影响无法直接与皮带正常运作状态下的外边线对齐，则可以手动调节与之对齐；若坐标系建立的位置太靠于屏幕边角，无法正常建立坐标系，则添加缩放因子，将坐标系上刻度与刻度之间的间隔缩短。
作为本发明所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的一种优选方案，其中：基于每条皮带的工况不同，使用模糊算法务必要人工监督皮带正常工作，确定皮带在正常工作时左右跑偏大小的区间以及正常工作时皮带跑偏速度的快慢区间，记作标准数据集。
作为本发明所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的一种优选方案，其中：当发现皮带跑偏不足以支撑正常工作时记录当前皮带的工作的状态，记录数据标为数据集合，并映射在坐标系当中确定皮带在非正常工作情况下跑偏数据所在的区间范围，根据离散点的密集程度建立模糊规则库；
所述建立模糊规则库包括两个变量：皮带跑偏的偏差量和控制纠偏装置的偏移量；对于偏差量，定义语言变量“小”、“中”和“大”，对应模糊集合的三角形隶属函数；对于偏移量，定义语言变量“负向”、“零”和“正向”，对应模糊集合的三角形隶属函数；
当皮带跑偏为中等偏差时，偏差量为“小”，则偏移量为“正向”；若偏差量为“中”，则偏移量为“零”；若偏差量为“大”，则偏移量为“负向”。
作为本发明所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的一种优选方案，其中：偏差量“小”时，偏移量变化趋势为“向左”时，则控制器输出的纠偏力度为“缓慢轻微向右纠偏”；偏移量变化趋势为“向右”时，则控制器输出的纠偏力度为“缓慢轻微向左纠偏”；偏差量“大”时，偏移量变化趋势为“向左”时，则控制器输出的纠偏力度为“快速用力向右纠偏”；偏移量变化趋势为“向右”时，则控制器输出的纠偏力度为“快速用力向左纠偏”；偏差量“中”时，则控制器根据设置对应的参考系数调整输出力度；
所述参考系数是通过模糊合集三角函数所计算的来，模糊合集三角函数的表达式为：
其中a是模糊集合的最小值，b是模糊集合的中心值，c是模糊集合的最大值；
PLC控制模块根据模糊规则库获取皮带跑偏状态，输出控制信号至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置；
当模糊数据库构建成功时，已明确模糊算法的论域，则严格按照模糊数据库规则输出控制信号，停止数据集合的扩大，防止数据过多导致输出错误控制信号；
若变频器按照控制信号做出皮带过度纠正的情况，立刻发出警报，说明皮带受到其它因素影响导致不符合原有模糊规则库，则进行人工检查皮带状态排除人为因素重新记录数据，根据数据点的密集程度建立新的模糊规则库，且严格按照新的模糊数据库规则输出控制信号。
鉴于上述存在的问题，发明提供如下技术方案：一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制系统。
因此，本发明解决的技术问题是：通过多个模块收集皮带工作状态数据，
根据皮带在多种工作情况下所对应的左右跑偏大小的区间以及皮带跑偏速度的快慢区间，构建模糊规则库；PLC控制模块根据模糊规则库获取跑偏数值的大小即区间系数设定值，输出控制信号至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制系统，包括：信息采集模块、数据存储模块、判断模块、PLC控制模块以及信息传输模块；
所述信息采集模块是用于监测皮带工作状态收集其运行速度，张力状态，对齐状态，磨损状态以及润滑状态；
所述数据存储模块是用于收集皮带在多种工作情况下所对应的左右跑偏大小的区间以及皮带跑偏速度的快慢区间；
所述PLC控制模块根据模糊规则库获取跑偏数值的大小即区间系数设定值，输出控制信号至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角；
所述判断模块是基于成功建立模糊规则库后运作的，判断皮带工作状态所对应的数据符合哪个区间，输出控制信号；
所述信息传输模块是为了PLC控制模块所输出的控制信号成功传递至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置；
当信息采集模块发现皮带过度纠正后，信息传输模块则将信号传输至每个系统，停止使用原构建好的模糊规则库；重新统计皮带的工作状态以及数据构建新的模糊规则库。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明的有益效果：通过数传分站与其他胶带机纠偏子系统通讯，扩展成多胶带智能纠偏系统，并统一由智能管理平台集中管控。PLC通过检测到的胶带机跑偏量采用模糊控制算法无极闭环控制调正托辊和纠偏滚筒的调正轮伺服执行机构做出角度调正，并通过合理的死区控制，使胶带机跑偏量控制在设定值范围内。并且不会因为小的系统偏差或变化导致频繁摆动调正。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的整体流程图；
图2为本发明第二个实施例提供的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制系统的结构图；
图3为本发明第四个实施例提供的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法的模糊论域矩阵图。
具体实施方式
本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，包括：
监测皮带工作状态，连续将数值传输至PLC控制模块和变频器；
根据模糊规则库获取跑偏数值的大小，输出控制信号至变频器；
变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。
其中所述皮带工作状态包括正常工作状态包括运行速度，张力状态，对齐状态，磨损状态以及润滑状态。
视觉识别系统自带显示装置，且以中心位置作为原点建立坐标系，纵轴与皮带正常运作状态下的外边线对齐，且代表皮带跑偏的大小，横轴代表皮带跑偏速度的快慢；
根据皮带跑偏的大小程度与皮带跑偏速度的快慢分类判断皮带跑偏状态制定了模糊算法的论域。
视觉识别系统自带显示装置的中心位置作为原点建立坐标系，若现场安装空间不足，迫使屏幕中心作为坐标原点建立的坐标系的纵轴受影响无法直接与皮带正常运作状态下的外边线对齐，则可以人工参与手动调节与之对齐；若坐标系建立的位置太靠于屏幕边角，无法正常建立坐标系，则添加缩放因子，将坐标系上刻度与刻度之间的间隔缩短。
基于每条皮带的工况不同，使用模糊算法务必要人工监督皮带正常工作，确定皮带在正常工作时左右跑偏大小的区间以及正常工作时皮带跑偏速度的快慢区间，记作标准数据集。
当发现皮带跑偏不足以支撑正常工作时，记录当前皮带的工作的状态，即皮带跑偏的大小与皮带跑偏速度的快慢，记录数据标为数据集合，并映射在坐标系当中确定皮带在非正常工作情况下跑偏数据所在的区间范围，根据离散点的密集程度建立模糊规则库。
设计模糊规则库：根据经验和专业知识，我们可以确定两个变量：皮带跑偏的偏差量和控制纠偏装置的偏移量。对于偏差量，我们可以定义语言变量“小”、“中”和“大”，对应模糊集合的三角形隶属函数。对于偏移量，我们可以定义语言变量“负向”、“零”和“正向”，对应模糊集合的三角形隶属函数。
模糊化：我们将摄像头实时采集到的皮带偏差量输入系统中进行模糊化处理。例如，如果采集到的皮带偏差量为23mm，那么它可以被归类为“中等偏差”。
规则推理：我们使用模糊规则库来进行推理，生成控制纠偏装置偏移量的模糊集合。例如，对于皮带跑偏的中等偏差，我们可以建立以下规则：
若偏差量为“小”，则偏移量应该是“正向”；
若偏差量为“中”，则偏移量应该是“零”；
若偏差量为“大”，则偏移量应该是“负向”。
这些规则就会产生对应的输出变量模糊集合。
去模糊化：我们需要将输出变量的模糊集合转换为具体的控制命令。在这里，我们可以使用平均值法或加权平均值法来进行去模糊化。例如，如果我们使用平均值法进行去模糊化，那么我们可以计算出所有偏移量的平均值，然后将该值作为最终的偏移量输出给控制变频器。
总之，模糊控制算法能够帮助我们实现自动纠偏装置控制，从而能够更好地保护皮带机的安全稳定运行。
建立模糊规则库：
根据运行环境，确定皮带的偏差量检测方法和传感器类型。可以使用机械振动传感器、光电开关等多种传感器进行检测。
根据实际需求，设计皮带偏差量的论域和隶属函数，例如：“小”、“中”、“大”等语言变量，对应的隶属函数可以采用模糊三角函数、梯形函数、高斯函数等。
根据经验和知识，编写模糊规则库。模糊规则库中的规则包括前提条件和结论两部分，前提条件描述了皮带偏差量的取值范围及其隶属度，结论则描述了相应的控制策略。例如：偏差量“小”且偏差量变化趋势为“向左”，则控制器输出的纠偏力度为“轻微向右纠偏”的语言变量，对应的隶属函数是一个模糊三角形。
根据模糊规则库中的规则，运用模糊推理算法进行推理，得到皮带纠偏控制器的输出结果。具体地，输入皮带偏差量的值，通过各个规则的前提条件部分，计算出各个规则的置信度(即前提条件的隶属度的交集)，然后将所有规则的结论部分通过聚合操作合成为一个控制器输出的模糊语言变量，最后将模糊输出结果映射为实际的纠偏力度或者转换为某种控制命令，实现皮带纠偏控制的目的。
偏差量“小”时，偏移量变化趋势为“向左”时，则控制器输出的纠偏力度为“缓慢轻微向右纠偏”；偏移量变化趋势为“向右”时，则控制器输出的纠偏力度为“缓慢轻微向左纠偏”；偏差量“大”时，偏移量变化趋势为“向左”时，则控制器输出的纠偏力度为“快速用力向右纠偏”；偏移量变化趋势为“向右”时，则控制器输出的纠偏力度为“快速用力向左纠偏”；偏差量“中”时，则控制器根据设置对应的参考系数调整输出力度；
所述参考系数是通过模糊合集三角函数所计算的来，模糊合集三角函数的表达式为：
其中a是模糊集合的最小值，b是模糊集合的中心值，c是模糊集合的最大值；
PLC控制模块根据模糊规则库获取皮带跑偏状态，输出控制信号至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置；
当模糊数据库构建成功时，已明确模糊算法的论域，则严格按照模糊数据库规则输出控制信号，停止数据集合的扩大，防止数据过多导致输出错误控制信号；
若变频器按照控制信号做出皮带过度纠正的情况，立刻发出警报，说明皮带受到其它因素影响导致不符合原有模糊规则库，则进行人工检查皮带状态排除人为因素重新记录数据，根据数据点的密集程度建立新的模糊规则库，且严格按照新的模糊数据库规则输出控制信号。
实施例2
参照图2，为本发明的一个实施例，提供了一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制系统，其包括信息采集模块、数据存储模块、判断模块、PLC控制模块以及信息传输模块；
所述信息采集模块是用于监测皮带工作状态收集其运行速度，张力状态，对齐状态，磨损状态以及润滑状态；
所述数据存储模块是用于收集皮带在多种工作情况下所对应的左右跑偏大小的区间以及皮带跑偏速度的快慢区间；
所述PLC控制模块根据模糊规则库获取跑偏数值的大小即区间系数设定值，输出控制信号至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角；
所述判断模块是基于成功建立模糊规则库后运作的，判断皮带工作状态所对应的数据符合哪个区间，输出控制信号；
所述信息传输模块是为了PLC控制模块所输出的控制信号成功传递至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置；
当信息采集模块发现皮带过度纠正后，信息传输模块则将信号传输至每个系统，停止使用原构建好的模糊规则库；重新统计皮带的工作状态以及数据构建新的模糊规则库，变频器严格按照新模糊规则库规则控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。
实施例3
本发明的一个实施例，其不同于前两个实施例的是：所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编辑只读存储器
(EPROM或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
实施例4
参照图3，为本发明的一个实施例，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。
在某厂区针对一条皮带进行状态检测，以中心位置作为原点建立坐标系，纵轴与皮带正常运作状态下的外边线对齐，且代表皮带跑偏的大小，横轴代表皮带跑偏速度的快慢。PM、PB、PS在纵轴上代表皮带向右正向跑偏距离，NS、NM、NB在纵轴上代表皮带向左反向跑偏距离；PM、PB、PS在横轴上代表皮带大于正常工作时速度的大小，NS、NM、NB在横轴上代表皮带小于正常工作时速度的大小；坐标原点0处表示皮带在正常运作情况下的速度区间且不影响正常工作情况下的跑偏区间。
通过多次监测实验，基于模糊算法规则记录实验数据，针对该皮带制定了模糊算法的论域。纵轴表示皮带跑偏距离的大小，且分为大、中、小；横轴表示皮带跑偏速度，且分为等级一、等级二、等级三。参照图3根据模糊算法的论域确定皮带在不同跑偏速度对应不同跑偏距离的相关系数设定值。
PLC控制模块所输出的控制信号成功传递至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。
若变频器按照控制信号做出皮带过度纠正的情况，立刻发出警报，说明皮带受到其它因素影响导致不符合原有模糊规则库，则进行人工检查皮带状态排除人为因素重新记录数据，根据数据点的密集程度建立新的模糊规则库，确定新的模糊论域以及相关数设定值，且严格按照新的模糊数据库规则输出控制信号传递至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其特征在于，包括：
监测皮带工作状态，连续将数值传输至PLC控制模块和变频器；
根据模糊规则库获取跑偏数值的大小，输出控制信号至变频器；
变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置。
2.如权利要求1所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其特征在于：所述皮带工作状态包括正常工作状态包括运行速度，张力状态，对齐状态，磨损状态以及润滑状态。
3.如权利要求2所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其特征在于：视觉识别系统自带显示装置，且以中心位置作为原点建立坐标系，纵轴与皮带正常运作状态下的外边线对齐，代表皮带跑偏的大小，横轴代表皮带跑偏速度的快慢；根据皮带跑偏的大小程度与皮带跑偏速度的快慢分类判断皮带跑偏状态制定了模糊算法的论域。
4.如权利要求3所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其特征在于：视觉识别系统自带显示装置的中心位置作为原点建立坐标系，若现场安装空间不足，迫使屏幕中心作为坐标原点建立的坐标系的纵轴受影响无法直接与皮带正常运作状态下的外边线对齐，则可以手动调节与之对齐；若坐标系建立的位置太靠于屏幕边角，无法正常建立坐标系，则添加缩放因子，将坐标系上刻度与刻度之间的间隔缩短。
5.如权利要求4所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其特征在于：基于每条皮带的工况不同，确定皮带在正常工作时左右跑偏大小的区间以及正常工作时皮带跑偏速度的快慢区间，记作标准数据集。
6.如权利要求5所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其特征在于：当发现皮带跑偏不足以支撑正常工作时记录当前皮带的工作的状态，记录数据标为数据集合，并映射在坐标系当中确定皮带在非正常工作情况下跑偏数据所在的区间范围，根据离散点的密集程度建立模糊规则库；
所述建立模糊规则库包括两个变量：皮带跑偏的偏差量和控制纠偏装置的偏移量；对于偏差量，定义语言变量“小”、“中”和“大”，对应模糊集合的三角形隶属函数；对于偏移量，定义语言变量“负向”、“零”和“正向”，对应模糊集合的三角形隶属函数；
当皮带跑偏为中等偏差时，偏差量为“小”，则偏移量为“正向”；若偏差量为“中”，则偏移量为“零”；若偏差量为“大”，则偏移量为“负向”。
7.如权利要求6所述的一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法，其特征在于：偏差量“小”时，偏移量变化趋势为“向左”时，则控制器输出的纠偏力度为“缓慢轻微向右纠偏”；偏移量变化趋势为“向右”时，则控制器输出的纠偏力度为“缓慢轻微向左纠偏”；偏差量“大”时，偏移量变化趋势为“向左”时，则控制器输出的纠偏力度为“快速用力向右纠偏”；偏移量变化趋势为“向右”时，则控制器输出的纠偏力度为“快速用力向左纠偏”；偏差量“中”时，则控制器根据设置对应的参考系数调整输出力度；
所述参考系数是通过模糊合集三角函数所计算的来，模糊合集三角函数的表达式为：
其中a是模糊集合的最小值，b是模糊集合的中心值，c是模糊集合的最大值；
PLC控制模块根据模糊规则库获取皮带跑偏状态，输出控制信号至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置；
当模糊数据库构建成功时，已明确模糊算法的论域，则严格按照模糊数据库规则输出控制信号，停止数据集合的扩大，防止数据过多导致输出错误控制信号；
若变频器按照控制信号做出皮带过度纠正的情况，立刻发出警报，说明皮带受到其它因素影响导致不符合原有模糊规则库，则进行人工检查皮带状态排除人为因素重新记录数据，根据数据点的密集程度建立新的模糊规则库，且严格按照新的模糊数据库规则输出控制信号。
8.一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制系统，其特征在于，包括：信息采集模块、数据存储模块、判断模块、PLC控制模块以及信息传输模块；
所述信息采集模块是用于监测皮带工作状态收集其运行速度，张力状态，对齐状态，磨损状态以及润滑状态；
所述数据存储模块是用于收集皮带在多种工作情况下所对应的左右跑偏大小的区间以及皮带跑偏速度的快慢区间；
所述PLC控制模块根据模糊规则库获取跑偏数值的大小即区间系数设定值，输出控制信号至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角；
所述判断模块是基于成功建立模糊规则库后运作的，判断皮带工作状态所对应的数据符合哪个区间，输出控制信号；
所述信息传输模块是为了PLC控制模块所输出的控制信号成功传递至变频器控制调偏装置电机运行速度和转角，纠正皮带回归正常位置；
当信息采集模块发现皮带过度纠正后，信息传输模块则将信号传输至每个系统，停止使用原构建好的模糊规则库；重新统计皮带的工作状态以及数据构建新的模糊规则库。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310574268.5A CN116788783A (zh) | 2023-05-22 | 2023-05-22 | 一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法及系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310574268.5A CN116788783A (zh) | 2023-05-22 | 2023-05-22 | 一种基于模糊控制算法的带式输送机纠偏控制方法及系统 |
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| CN116788783A true CN116788783A (zh) | 2023-09-22 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117031969A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-11-10 | 山东科技大学 | 一种张力自适应的带式输送机模糊鲁棒控制方法 |
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2023
- 2023-05-22 CN CN202310574268.5A patent/CN116788783A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117031969A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-11-10 | 山东科技大学 | 一种张力自适应的带式输送机模糊鲁棒控制方法 |
| CN117031969B (zh) * | 2023-10-10 | 2024-02-13 | 山东科技大学 | 一种张力自适应的带式输送机模糊鲁棒控制方法 |
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