1.基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,包括以下步骤:
S1、根据一次量和各配方比例,确定各组份的一次下料量Ws,给各组份的累积下料误差E赋初始值0;将当前组份设定为第一种组份;
S2、对当前组份从下料仓下料,控制器读取称重模块的传感值,记录初始时刻为t0时计量斗的初始重量G0,起动螺旋输送器并以μ·amax加速度加速,当速度达到vH=λ·vR时保持速度不变;
其中,amax为螺旋输送器的螺杆额定最大加速度,vR为最大速度,μ为(0.5~0.9)之间的加速度系数,λ为(0.85~1.0)之间的速度系数;
S3、当检测到计量斗重量达到(G0+Ws-Wa-0.5·λ·d·ts)时,开始关闭螺旋输送器并以μ·amax加速度开始减速,直至停止;
其中,Wa为空中量预测值,d为螺杆以最大速度运转时螺旋输送器的下料速率,ts为从开始减速时刻至停止时刻之间的时间长度,ts=λ·vR/μ·amax;
S4、等待物料完全下落至计量斗,读取称重模块的传感值,获得当前实际下料量Wr,计算本次下料误差e=Wr-Ws;
S5、更新累积下料误差E′=E+e,计算空中量预测值:
Wa′=αk·Wa+βk·ek+γ·E,
其中,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;
S6、迭代,令E=E′,Wa=Wa′,ek-2=ek-1,ek-1=ek,为下一次下料准备;
S7、更换下料组份,如果全部组份下料完毕,则转下一步,否则,转至步骤2;
S8、打开计量斗底部的落料阀,使得多组份物料组成的一次配方量物料落入混料斗,读取混料斗中料位传感器的状态,若检测到料位超过设定阈值,则控制混料斗中混料器旋转搅拌,将多组份物料混合均匀后,打开混料斗底部的推板,将混合物料从输料管输出;
S9、如果预设下料批次已经完成,则结束下料;否则,将组份设定为第一种组份,转步骤S2。
2.根据权利要求1所述的基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,其特征在于,所述步骤S1之前,还有以下步骤:T1、通过离线实验,对称重模块和下料仓内的距离传感器进行标定;
T2、通过控制器的触摸屏进行参数设置,包括一次量、配方表、批量值、下料速率标定的时长Tb与重复次数、稳定称重延时Td;
T3、对各组份进行下料标定:从0时刻开始按匀加速-恒速-匀减速的调速曲线运转螺旋输送器一定时长Tb,在关闭螺旋输送器Tb时刻及称重稳定后的Tb+Td时刻,分别读取并记录称重模块的重量值Wcb和Wdb;重复多次后,计算本组份的下料速率d=AVG[Wdb/(Tb-ts)]/λ,空中量初始值Wa=AVG(Wdb-Wcb)。
3.根据权利要求1所述的基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,其特征在于,还包括以下步骤:步骤S1还包括:按各组份一次下料量Ws的值从大到小排序,确定各组份的下料次序;
步骤S3还包括:当时间t≥t0+0.8Ws/d时,控制器禁止除安全响应之外的所有外部中断;
步骤S8还包括:混料器间断地多次旋转一个小扇角,再次读取料位传感器的状态,若仍然料位超过设定阈值,才进行混料搅拌。
4.根据权利要求1所述的基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,其特征在于,还包括以下步骤:将所述下料仓侧壁上安装的两个距离传感器分别指向下料仓内预设的料位高点和料位低点;当两个距离传感器检测到的物料距离超出一设定比例范围,或者发现单位时间下料量波动超过设定阈值如5%后,控制器命令安装于下料仓侧壁的搅拌器动作,改善物料分布。
5.根据权利要求1所述的基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,其特征在于,所述下料仓上方设有储料仓和进料泵,所述进料泵为螺杆式进料泵,其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,所述进料泵转速按如下式进行控制:其中,V进0为一设定最大进料速度,l为下料仓当前料位,LM和Lm分别为所预设的最高、最低下料仓料位。
6.根据权利要求1所述的基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,其特征在于:在计量斗的上部设一个分料器,所述分料器为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凸起,下料时物料经分料器喷嘴和凸起落入计量斗中的料堆。
7.根据权利要求6所述的基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,其特征在于:所述下料仓底部有一个抽板;所述螺旋输送器包括螺杆箱、输送螺杆、连接器和电机,所述电机外壳通过连接器与螺杆箱相连,位于螺杆箱内的输送螺杆通过轴套与电机轴相连,螺杆箱上表面相对下料仓底部开口处有一进料口,螺杆箱与电机相对的另一端部还连接有一个竖直放置的下料管,下料时打开抽板,物料从从下料仓底部的开口经螺旋输送器到下料管,再经分料器落到计量斗中的料堆上。
8.根据权利要求4所述的基于变速率学习的螺杆式多组份物料下料方法,其特征在于:所述搅拌器包括依次相连的底座、两个支臂、连接两个支臂的支臂转轴、爪手转轴和爪手,搅拌器动作时爪手做螺旋形翻转。