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专利号: 2017109055200
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于变速率学习的直落式物料配料装置,其包括机架、下料仓、下料阀、计量斗、称重模块、落料阀、混料斗和控制器;

所述下料阀位于下料仓的底部开口处,所述下料仓和下料阀为2~6组,

位于下料阀下方的所述计量斗,安装在固定于机架的称重模块上,且其底部开口受落料阀控制;

所述混料斗位于落料阀下方,且其底部有一个推板;

所述控制器读取称重模块的传感数据,对每次下料的空中量进行基于变速率的迭代学习;通过对相邻两次下料误差的比较和连续三次下料误差的变化范围对比,分别对迭代学习中单次下料误差和累积下料误差的学习因子进行动态调整;基于所预测的空中量,控制器对各下料阀的关闭时间进行调节;控制器依次控制各下料阀动作,在完成一次配方量下料后,打开落料阀,然后在检测到混料斗中的物料累积到设定值后,打开推板,将混合均匀的物料排出。

2.根据权利要求1所述的基于变速率学习的直落式物料配料装置,其特征在于:其还包括一个储料仓和进料泵,所述进料泵后端进料管的出口有一个物料喷头,所述物料喷头为球冠形,其表面分布有圆形小孔;所述计量斗的上部有一个分料器。

3.根据权利要求2所述的基于变速率学习的直落式物料配料装置,其特征在于:所述进料泵采用螺杆输送机。

4.根据权利要求1所述的基于变速率学习的直落式物料配料装置,其特征在于:所述下料仓近机架中心的顶角上安装有一个距离传感器,所述距离传感器有一个旋转底座。

5.根据权利要求2所述的基于变速率学习的直落式物料配料装置,其特征在于:所述分料器呈上部为圆锥体下部为压扁的锥体结构的沙漏形分料器,其上部为开口形,下部则仅在长度方向的两端有斜坡形喷嘴;所述计量斗面向所述喷嘴的方向上分布有错落的球冠状分料凸起。

6.根据权利要求1所述的基于变速率学习的直落式物料配料装置,其特征在于:所述机架靠近下料仓侧壁处安装有振动杆,所述振动杆包括依次相连的支柱、云台、振动器、振杆,所述振动器底部有弹簧缓冲器,所述振杆表面分布有颗粒凸起。

7.根据权利要求1所述的基于变速率学习的直落式物料配料装置,其特征在于:所述混料斗的侧壁上安装有一个料位传感器,其内部还有一个混料器,所述混料器采用螺旋形桨叶搅拌器,所述推板下方还有一个输料管。

8.根据权利要求1~7任何一项所述的基于变速率学习的直落式物料配料装置,其特征在于,所述控制器采用下式对下料的空中量进行预测:Ak=αk·Ak-1+βk·ek+γ·E,

其中,Ak-1和Ak分别是连续两次的空中量预测值,ek和E分别为第k次时的下料误差和累积下料误差,学习因子α、β和γ分别按如下方式进行动态调整:αk记为

其中,k大于等于1,sign( )为符号函数,α在单次下料误差e大于等于零及小于零两种情形下分别以初始值1.1和0.9为初始值进行迭代,β的初值取为0.7,γ在最初两次取零值且从k等于3开始按上式取值。

9.基于变速率学习的直落式物料配料装置控制器,其包括输入模块、存储模块、输出模块和处理模块,所述处理模块又包括预测模块、重量监测模块、误差计算模块及逻辑控制模块;

输入模块接收触摸屏操作指令和读取称重模块的传感数据,

存储模块用于存储配置数据和处理过程数据,

重量监测模块根据输入模块获取的实时重量值与经空中量预测值补偿后的目标重量值进行比较并在此两个重量值相等时通过输出模块关闭下料仓底部开口处的下料阀,误差计算模块对本次下料误差及累积下料误差进行计算更新,预测模块根据上一次空中量预测值、本次下料误差及累积下料误差对空中量预测值进行迭代更新,并通过对相邻两次下料误差的比较和连续三次下料误差的变化范围对比,分别对迭代中的单次下料误差和累积下料误差的学习因子进行动态调整,同时根据下料过多还是不足分别调整上一次预测值的学习因子,逻辑控制模块轮流控制各下料阀、计量斗底部的落料阀及下料仓中振动杆的动作,按配方进行配料。