控制。
[0030] 所述控制方法采用擾動觀測器構(gòu)成的前饋控制器和傳統(tǒng)的PID構(gòu)成的反饋控制 器相結(jié)合，通過擾動觀測器的輸出和PID控制器的輸出共同決定下一時刻電磁振動給料機 的給料速度，具體計算公式如下：
[0031] X(s)-M(s) -Df(s)Π)
[0032] 式中，X(s)為給料速度，Μ(s)為PID控制器的控制輸出，巧Ο)為擾動觀測器的輸 出；
[0033] M(s)和辦⑷表示如下：
[0036] 式中，Kp為比例系數(shù)，Ti為積分時間常數(shù)，r(s)為主機電流設(shè)定值，Y(s)為雷蒙磨 的主機電流，gn(s)為過程通道標稱模型的最小相位部分，θη為標稱模型的時延，H(s)為擾 動觀測器中使用的濾波器；
[0037] Y(s)表示如下：
[0038] Y(s) =Gc(s)M(s)+Gd(s)Dex(s) (4)
[0039] 式中，Gjs)為控制通道的傳遞函數(shù)，Gd(s)為擾動通道的傳遞函數(shù)，Ms)為礦石 硬度變化和礦石尺寸變化等外界擾動量；
[0040] Ge(s)和Gd(s)表示如下：
[0043] 式中，g(s)為過程通道傳遞函數(shù)的最小相位部分，Θ為時延。
[0044] 所述擾動觀測器中的濾波器H(s)設(shè)計為一個一階低通濾波器，同時該低通濾波 器的穩(wěn)態(tài)增益為1，低通濾波器H(s)表示如下：
[0046] 當合理設(shè)置擾動觀測器的參數(shù)如λ后，集總擾動包括礦石尺寸變化和礦石硬度 變化等外部擾動和模型參數(shù)不匹配等內(nèi)部擾動，可以漸進趨于〇,即使用擾動觀測器和PID 結(jié)合的控制方法可以很好的抑制外部和內(nèi)部擾動。
[0047] 采用擾動觀測器和傳統(tǒng)的PID控制器構(gòu)成控制算法是在上位機IFIX組態(tài)軟件的 后臺編程語言實現(xiàn)，計算出的控制量通過PLC控制器來控制電磁振動給料機。各個部分的 具體說明如下：
[0048] 采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)如圖1所示，在該系統(tǒng)中，采樣主機電流的電流互感器和 PLC控制器中的ΑΙ輸入模塊相連接，控制系統(tǒng)定時的通過PLC控制器采樣電流互感器反 映的實時雷蒙磨主機電流，也檢測分析機電流和鼓風(fēng)機電流。同時PLC和上位機組態(tài)軟件 IFIX通過PR0FIBUS進行通信，可以把實時的主機電流等物理量傳輸并存儲到上位機的數(shù) 據(jù)庫中。
[0049] PID控制器的實現(xiàn)，在上位機的后臺編程環(huán)境中，編程實現(xiàn)把采集到的實時主機電 流值和主機電流設(shè)定值做差得到差值，并結(jié)合整定出的比例系數(shù)和積分時間常數(shù)得出PID 控制器的輸出量。
[0050] 擾動觀測器的實現(xiàn)如圖2所示，在上位機的后臺編程環(huán)境中，把采集到實時主機 電流值和前一時刻的給料速度值通過整定出的標稱模型的一階慣性環(huán)節(jié)、一階低通濾波 器、延遲環(huán)節(jié)，其中一階低通濾波器要選擇合理的濾波參數(shù)，然后得出擾動觀測器的輸出 量。
[0051] 控制電磁振動給料機的給料速度的實現(xiàn)如圖3所示，在上位機的后臺編程環(huán)境 中，把PID控制器的輸出量和擾動觀測器的輸出量做差，然后把該差值通過上位機和PLC之 間的PR0FIBUS進行通信傳遞給PLC控制器，PLC控制器把該控制量通過模擬量輸出模塊Α0 傳輸給電磁振動給料機的4-20mA控制接口，最終控制電磁振動給料機的給料速度。
【主權(quán)項】
1. 一種用于雷蒙磨粉碎工藝的抗干擾控制方法，使用電流互感器實時檢測雷蒙磨主機 電流，并通過PLC控制器送到上位機數(shù)據(jù)庫中，上位機運行抗干擾控制方法得到控制量，并 通過PLC控制器控制電磁振動給料機控制進料速度來完成雷蒙磨粉碎工藝的自動化控制， 其特征在于：所述控制方法采用擾動觀測器構(gòu)成的前饋控制器和傳統(tǒng)的PID構(gòu)成的反饋控 制器相結(jié)合，根據(jù)擾動觀測器的輸出和PID控制器的輸出共同決定下一時刻電磁振動給料 機的給料速度，具體計算公式如下：式中，X(s)為給料速度，M(S)為PID控制器的控制輸出，巧⑷為擾動觀測器的輸出； M(s)和Gf(S)表示如下：式中，Kp為比例系數(shù)，T1為積分時間常數(shù)，r(s)為主機電流設(shè)定值，Y(S)為雷蒙磨的主 機電流，gn(s)為過程通道標稱模型的最小相位部分，θη為標稱模型的時延，H(S)為擾動觀 測器中使用的濾波器； Y(s)表示如下： Y (s) = Gc (s) M (s) +Gd (s) Dex (s) (4) 式中，GJs)為控制通道的傳遞函數(shù)，Gd(S)為擾動通道的傳遞函數(shù)，Ms)為礦石硬度 變化和礦石尺寸變化等外界擾動量； Gc(S)和Gd(S)表不如下：式中，q(s)為過程通道傳遞函數(shù)的最小相位部分，Θ為時延。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷蒙磨粉碎工藝的抗干擾控制方法，其特征在于：所述 擾動觀測器中的濾波器H(S)設(shè)計為一個一階低通濾波器，同時該低通濾波器的穩(wěn)態(tài)增益 為1，表不如下：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷蒙磨粉碎工藝的抗干擾控制方法，其特征在于：所述 控制方法是在上位機IFIX組態(tài)軟件的后臺編程語言實現(xiàn)，計算出的控制量通過PLC控制器 來控制電磁振動給料機。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于雷蒙磨粉碎工藝的控制方法，使用電流互感器實時檢測雷蒙磨主機電流，并通過PLC控制器送到上位機數(shù)據(jù)庫中，上位機運行抗干擾控制方法得到控制量，并通過PLC控制器控制電磁振動給料機控制進料速度來完成雷蒙磨粉碎工藝的自動化控制，所述控制方法采用擾動觀測器構(gòu)成的前饋控制器和傳統(tǒng)的PID構(gòu)成的反饋控制器相結(jié)合，根據(jù)擾動觀測器的輸出和PID控制器的輸出共同決定下一時刻電磁振動給料機的給料速度。本發(fā)明提供使用擾動觀測器對進料礦石尺寸波動和進料礦石硬度波動等外界干擾以及模型參數(shù)不匹配等內(nèi)部干擾進行有效估計，從而在大的外部干擾的環(huán)境中可以很好的控制住主機電流，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，減少停機時間提高產(chǎn)量。
【IPC分類】B02C25/00, B02C15/08
【公開號】CN105344459
【申請?zhí)枴緾N201510835768
【發(fā)明人】牛丹, 陳夕松, 周興鵬, 楊俊 , 黃洲榮, 葉慶仕, 張煒森
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月26日