br>[0127] 表2量化后的偏差变化率Ec的语言变量值
[0128]
[0132] 根据现场工人的经验以及试验的结果，总结出模糊控制表，如表4所示：
[0133] 表4模糊控制表
[0135] 之后，根据以上表格的数据和公式6、7计算出模糊关系矩阵R，它是一个187X17 的矩阵，由于矩阵过大这里就不详细列出。然后根据公式9,计算出每种量化后的偏差E和 偏差变化率Ec对应的模糊输出信号U，最后在生产中进行实验并适当调整，形成最终的模 糊控制表5,存于控制器内。
[0136] 表5模糊控制表
[0138] 当控制器接收到输入信号浇铸重量偏差e和浇铸重量偏差变化率e。时，首先通过 式（12)、（13)将其转化为量化后的偏差E和偏差变化率Ec，然后查询表5找到对应的模 糊输出信号U，最后通过算式（14)转化为实际的控制信号u。
[0139] 本发明实施例通过浇铸重量偏差以及浇铸重量偏差变化率作为输入，并根据现场 调试数据建立模糊控制表；反馈方式采用内外双环反馈，以BP神经网络拟合现场数据，建 立电炉转角-熔体质量关系模型，将电炉转角转化为浇铸重量，作为内环反馈，进行粗控 制，以重量传感器检测的中间浇包质量作为外环反馈，进行精确控制；每炉浇铸完后，加入 该炉浇铸数据重新训练神经网络，不断修正电炉转角-熔体质量关系模型。因此，可以看 出，本发明实施例提供的控制方法，无需对油栗、电炉等复杂被控对象建模，降低了模糊控 制器的计算量；同时考虑了浇铸重量和浇铸速度的实时变化，细化了模糊控制的模糊子集， 根据现场试验数据得到有效的模糊控制表，提高浇铸精度和稳定性；采用两种反馈方式相 结合的方法，提高了反馈精度。
[0140] 实施例三
[0141] 进一步体现本发明实施例提供的倾转式浇铸机定量浇铸控制方法的优越性，本发 明实施例还提供了一种倾转式浇铸机定量浇铸控制系统，如图2所示，包括：
[0142] 计算模块100,用于计算电炉向浇包浇铸熔体的浇铸重量；
[0143] 比较模块200,用于根据浇铸重量与设定浇铸重量获取浇铸重量偏差，并计算浇铸 重量偏差变化率；
[0144] 模糊控制器300,用于根据浇铸重量偏差与浇铸重量偏差变化率查找模糊控制表 获取控制信号。
[0145] 可以理解的是，图2中比例阀、油栗、炉体、浇包等为现有技术常用器件，本发明在 此不再赘述。
[0146] 可选地，计算模块100包括：
[0147] 电炉转角计算子模块，用于利用角度传感器采集电炉转角；
[0148] 剩余重量计算子模块，用于根据电炉转角计算电炉内熔体的剩余重量；
[0149] 浇铸重量计算子模块，用于根据电炉内熔体的初始重量与剩余重量获得浇铸重 量。
[0150] 可选地，计算模块100还用于利用重量传感器采集浇包质量获取浇铸重量。
[0151] 可理解的是，计算模块100包括BP神经网络与角度传感器构成的内环反馈电路， 以及重量传感器构成的外环反馈电路，用于实现实施例一提供的控制方法的步骤一，具体 内容见实施例一，在此不再详述。
[0152] 如图3所示，本发明实施例提供的模糊控制器包括：
[0153] 量化计算子模块，用于对浇铸重量偏差与浇铸重量偏差变化率进行量化，获得量 化后的偏差和偏差变化率；
[0154] 模糊计算子模块，用于通过隶属度函数分别将量化后的偏差与偏差变化率映射到 对应的模糊集合，获得模糊输入偏差与模糊输入偏差变化率；
[0155] 模糊输出信号获取子模块，用于根据模糊输入偏差和模糊输入偏差变化率，查找 模糊控制表获得模糊输出信号；
[0156] 清晰输出信号获取子模块，用于利用最大隶属度法将隶属度最大的元素赋值给所 述模糊输出信号，获得清晰输出信号；
[0157] 控制信号获取子模块，用于将所述清晰输出信号与比例因子计算后获得控制信 号。
[0158] 可理解的是，本发明实施例提供的控制系统是用于实现实施例一或者实施例二中 的控制方式，本领域技术人员可以根据上述控制方法理解本实施例的技术方案，在此本发 明不再赘述。
[0159] 综上所述，本发明实施例提供的一种倾转式浇铸机定量浇铸控制方法及系统，通 过模糊控制方法实现了倾转式浇铸机的控制，避免了对复杂的被控对象数学建模与分析， 简化了计算过程，减轻了控制器负担；同时考虑浇铸量和浇铸速度的实时变化，采用以最新 的浇铸数据训练BP神经网络建立电炉转角-熔体质量关系模型间接采集浇铸重量的内环 反馈以及结合重量传感器直接采集浇铸重的外环反馈方法，提高了反馈精度。
[0160] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发 明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求 所限定的范围之内。
【主权项】
1. 一种倾转式浇铸机定量浇铸控制方法，其特征在于，包括： 计算电炉向浇包浇铸熔体的浇铸重量； 根据所述浇铸重量与设定浇铸重量获取浇铸重量偏差，并计算浇铸重量偏差变化率； 根据所述浇铸重量偏差与所述浇铸重量偏差变化率查找模糊控制表获取控制信号。2. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述计算电炉向浇包浇铸熔体的浇铸 重量的步骤，包括： 利用角度传感器采集电炉转角，其中，所述电炉转角为熔体从电炉流出时电炉上平面 与水平面的夹角； 根据所述电炉转角计算电炉内熔体的剩余重量； 根据电炉内熔体的初始重量与所述剩余重量获得浇铸重量。3. 如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电炉转角计算电炉内熔 体的剩余重量的步骤，包括： 利用BP神经网络模块拟合现场数据，建立电炉转角-熔体质量关系模型； 根据电炉转角结合所述电炉转角-熔体质量关系模型计算电炉内熔体的剩余重量。4. 如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括实时修正电炉转角-熔体质量关 系模型的步骤，具体包括： 当电炉内熔体浇铸完成后，将本次浇铸过程的数据加入到所述BP神经网络模块进行 训练； 根据所述BP神经网络模块训练结果修正所述电炉转角-熔体质量关系模型。5. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述计算电炉向浇包浇铸熔体的浇铸 重量的步骤还包括：利用重量传感器采集浇包质量获取浇铸重量。6. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述浇铸重量偏差与所述浇铸重 量偏差变化率查找模糊控制表获取控制信号的步骤包括： 对浇铸重量偏差与浇铸重量偏差变化率进行量化，获得量化后的偏差和偏差变化率； 通过隶属度函数分别将量化后的偏差与偏差变化率映射到对应的模糊集合，获得模糊 输入偏差与模糊输入偏差变化率； 根据模糊输入偏差和模糊输入偏差变化率，查找模糊控制表获得模糊输出信号； 利用最大隶属度法将隶属度最大的元素赋值给所述模糊输出信号，获得清晰输出信 号； 将所述清晰输出信号与比例因子计算后获得控制信号。7. -种倾转式浇铸机定量浇铸控制系统，其特征在于，包括： 计算模块，用于计算电炉向浇包浇铸熔体的浇铸重量； 比较模块，用于根据浇铸重量与设定浇铸重量获取浇铸重量偏差，并计算浇铸重量偏 差变化率； 模糊控制器，用于根据所述浇铸重量偏差与所述浇铸重量偏差变化率查找模糊控制表 获取控制信号。8. 如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述计算模块包括： 电炉转角计算子模块，用于利用角度传感器采集电炉转角； 剩余重量计算子模块，用于根据所述电炉转角计算电炉内熔体的剩余重量； 浇铸重量计算子模块，用于根据电炉内熔体的初始重量与所述剩余重量获得浇铸重 量。9. 如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述计算模块，还用于利用重量传感器 采集浇包质量获取浇铸重量。10. 如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述模糊控制器包括： 量化计算子模块，用于对浇铸重量偏差与浇铸重量偏差变化率进行量化，获得量化后 的偏差和偏差变化率； 模糊计算子模块，用于通过隶属度函数将量化后的偏差与偏差变化率映射到对应的模 糊集合，获得模糊输入偏差与模糊输入偏差变化率； 模糊输出信号获取子模块，用于根据模糊输入偏差和模糊输入偏差变化率，查找模糊 控制表获得模糊输出信号； 清晰输出信号获取子模块，用于利用最大隶属度法将隶属度最大的元素赋值给所述模 糊输出信号，获得清晰输出信号； 控制信号获取子模块，用于将所述清晰输出信号与比例因子计算后获得控制信号。
【专利摘要】本发明涉及一种倾转式浇铸机定量浇铸控制方法及系统，该控制方法包括：计算电炉向浇包浇铸熔体的浇铸重量；根据所述浇铸重量与设定浇铸重量获取浇铸重量偏差，并计算浇铸重量偏差变化率；根据所述浇铸重量偏差与所述浇铸重量偏差变化率查找模糊控制表获取控制信号。本发明实施例提供的控制方法可以避免对复杂被控对象数学建模和流体力学分析过程，简化了控制器的负担。
【IPC分类】B22D37/00
【公开号】CN104999061
【申请号】CN201510391318
【发明人】任立军, 汤哲, 陈华荣, 翟晓巍, 徐宣珍
【申请人】湖南红宇耐磨新材料股份有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月6日