一种精细混棉机称重自动补偿方法及系统与流程

1.本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种精细混棉机称重自动补偿方法及系统。


背景技术：

2.目前纺织市场上混纺纤维的比重持续增加，要求多品种，高精度的混纺纤维比重越来越大。在纺织的生产过程中，很多时候需要将两种及以上不同原料按照一定比例均匀的混合在一起，以提高纱线的质量。如何保证各种原料能够按照预设的比例高效的混合，同时消除混合不均匀而引起的纱线色差，这就需要精细混棉机的称重精度足够高。
3.对于精细混棉机的称重精度是通过控制给棉电机来实现的，在整个给棉过程中，存在几个问题：在整个给棉过程中，临界点难以控制；飞料重量对称重精度影响很大；称重速度不快。上述问题，导致给棉电机提供的物料重量与实际物料重量存在不同误差，从而导致生产效率低下。
4.鉴于上述缺陷，需要一种能使实际给棉重量无限接近于设定给棉重量的方法，以使实际生产重量和设定重量更加接近。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种精细混棉机称重自动补偿方法，包括步骤s1至s4。
6.步骤s1：获取称重斗的首次预设重量值及给棉结束后的实际称重值，并获取预设重量值及实际称重值的误差及误差变化率。
7.步骤s2：根据误差及误差变化率，采用模糊自适应算法的控制规则，获得比例补偿系数及积分补偿系数。
8.步骤s3：根据预设重量值、实际称重值、比例补偿系数及积分补偿系数，计算称重斗的第二次进料重量值。
9.步骤s4：以第二次进料重量值代替首次预设重量值，重复步骤s1至s3，计算下一次进料重量值，并依次循环。
10.优选的，在步骤s2中，以误差和误差变化率为输入，并设定两者论域均为[
‑
6，6]。
[0011]
优选的，设定误差、误差变化率、比例补偿系数及积分补偿系数的模糊集合，并根据误差及误差变化率所属子集，获取比例补偿系数及积分补偿系数子集。
[0012]
优选的，模糊集合包含以零为分界点的三组对称正负数组子集，即负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。
[0013]
优选的，在步骤s3中，计算称重斗的第二次进料重量值过程中，还获取称重斗中物料移出的清零结束时间，以及称重斗中物料称重的判稳结束时间。
[0014]
优选的，本方法采用模糊算法与pid算法结合。
[0015]
优选的，pid算法中，以称重斗中物料移出的清零结束时间为积分起点，以称重斗中物料称重的判稳结束时间为积分终点。
[0016]
本发明还提供一种精细混棉机称重自动补偿系统，包括初始化模块、自适应模块及赋值模块，初始化模块连接自适应模块及赋值模块，自适应模块连接赋值模块。初始化模块用于获取称重斗的首次预设重量值及给棉结束后的实际称重值，并获取预设重量值及实际称重值的误差及误差变化率。自适应模块用于根据误差及误差变化率，采用模糊自适应算法的控制规则，获得比例补偿系数及积分补偿系数。赋值模块用于根据预设重量值、实际称重值、比例补偿系数及积分补偿系数，计算称重斗的第二次进料重量值，并通知初始化模块以第二次进料重量值代替首次预设重量值。
[0017]
优选的，自适应模块还用于以误差和误差变化率为输入，并设定两者论域均为[
‑
6，6]。
[0018]
优选的，自适应模块还用于设定误差、误差变化率、比例补偿系数及积分补偿系数的模糊集合，并根据误差及误差变化率所属子集，获取比例补偿系数及积分补偿系数子集。
[0019]
通过本发明提供的精细混棉机称重自动补偿方法，先获取称重斗的首次预设重量值及给棉结束后的实际称重值，并获取预设重量值及实际称重值的误差及误差变化率，再根据误差及误差变化率，采用模糊自适应算法的控制规则，获得比例补偿系数及积分补偿系数。最后根据预设重量值、实际称重值、比例补偿系数及积分补偿系数，计算称重斗的第二次进料重量值。再以第二次进料重量值代替首次预设重量值，重复计算下一次进料重量值。
[0020]
进一步的，本发明提供的精细混棉机称重自动补偿系统，包括初始化模块、自适应模块及赋值模块，初始化模块连接自适应模块及赋值模块，自适应模块连接赋值模块，初始化模块用于获取称重斗的首次预设重量值及给棉结束后的实际称重值，并获取预设重量值及实际称重值的误差及误差变化率。自适应模块用于根据误差及误差变化率，采用模糊自适应算法的控制规则，获得比例补偿系数及积分补偿系数。赋值模块用于根据预设重量值、实际称重值、比例补偿系数及积分补偿系数，计算称重斗的第二次进料重量值，并通知初始化模块以第二次进料重量值代替首次预设重量值。如此，保证了精细混棉机称重的准确性。
[0021]
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0022]
图1为本发明较佳实施例提供的精细混棉机称重自动补偿系统结构图。
具体实施方式
[0023]
本发明提供的精细混棉机称重自动补偿方法包括步骤s1至s4，具体如下。
[0024]
步骤s1：获取称重斗的首次预设重量值及给棉结束后的实际称重值，并获取预设重量值及实际称重值的误差及误差变化率。
[0025]
具体而言，本实施例中，精细混棉机的称重传感器是采用压式传感器，并利用三个称重传感器来精确测量原料的重量。三个称重传感器分布于称重斗的前后，其中称重斗前端放置两个传感器，分别位于称重斗的两端，称重斗后端的称重传感器则置于斗的中间位置。当物料落下后，它的重量会经传力结构传给称重传感器，称重传感器会产生一个4
‑
20ma的电压信号，经称重终端内部处理后会产生一个与电压信号对应的重量。于此，令首次预设
重量值为sv0，实际称重值为acv0。
[0026]
步骤s2：根据误差及误差变化率，采用模糊自适应算法的控制规则，获得比例补偿系数及积分补偿系数。
[0027]
本步骤中，令误差为e0，误差变化率为ec0，比例补偿系数为k
p
，积分补偿系数为k
i
。以误差e0和误差变化率ec0为输入，并设定两者论域均为[
‑
6，6]。设定误差e0、误差变化率ec0、比例补偿系数k
p
及积分补偿系数k
i
的模糊集合，并根据误差e0及误差变化率ec0所属子集，获取比例补偿系数k
p
及积分补偿系数k
i
子集。其中，模糊集合包含以零为分界点的三组对称正负数组子集，即负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。
[0028]
具体而言，模糊集合为{nb，nm，ns，zo，ps，pm，pb}，其中nb代表负大、nm代表负中、ns代表负小、zo代表零、ps代表正小、pm代表正中、pb代表正大。则比例补偿系数k
p
的确定方式如表1所示，积分补偿系数k
i
的确定方式如表2所示。
[0029][0030]
表1
[0031][0032]
表2
[0033]
步骤s3：根据预设重量值、实际称重值、比例补偿系数及积分补偿系数，计算称重斗的第二次进料重量值。
[0034]
本步骤中，计算称重斗的第二次进料重量值过程中，还获取称重斗中物料移出的
清零结束时间t1，以及称重斗中物料称重的判稳结束时间t2。除前述步骤中所提及的模糊算法外，还采用pid算法，即，以称重斗中物料移出的清零结束时间为积分起点，以称重斗中物料称重的判稳结束时间为积分终点。
[0035]
具体而言，结合pid算法，第二次进料重量值sv1计算方式为，
[0036]
步骤s4：以第二次进料重量值代替首次预设重量值，重复步骤s1至s3，计算下一次进料重量值，并依次循环。
[0037]
具体而言，令第n斗进料值为sv
n
，第n
‑
1斗进料值为sv
n
‑1，第n
‑
1斗实际重量为acv
n
‑1，则计算按照本方法循环计算，使得实际给棉重量无限接近于设定给棉重量。
[0038]
如图1所示，本发明还提供一种精细混棉机称重自动补偿系统，包括初始化模块101、自适应模块102及赋值模块103，初始化模块101连接自适应模块102及赋值模块103，自适应模块102连接赋值模块103，初始化模块101用于获取称重斗的首次预设重量值及给棉结束后的实际称重值，并获取预设重量值及实际称重值的误差及误差变化率。自适应模块102用于根据误差及误差变化率，采用模糊自适应算法的控制规则，获得比例补偿系数及积分补偿系数。赋值模块103用于根据预设重量值、实际称重值、比例补偿系数及积分补偿系数，计算称重斗的第二次进料重量值，并通知初始化模块101以第二次进料重量值代替首次预设重量值。
[0039]
进一步的，自适应模块102还用于以误差和误差变化率为输入，并设定两者论域均为[
‑
6，6]，并用于设定误差、误差变化率、比例补偿系数及积分补偿系数的模糊集合，并根据误差及误差变化率所属子集，获取比例补偿系数及积分补偿系数子集。
[0040]
综上所述，根据本发明较佳实施例提供的精细混棉机称重自动补偿方法，结合了模糊算法与pid算法，定义了误差e0、误差变化率ec0、比例补偿系数k
p
及积分补偿系数k
i
的模糊集合，并根据误差e0及误差变化率ec0所属子集，获取比例补偿系数k
p
及积分补偿系数k
i
子集。同时，以称重斗中物料移出的清零结束时间为积分起点，以称重斗中物料称重的判稳结束时间为积分终点，计算每一次进料重量值。
[0041]
进一步的，本发明提供的精细混棉机称重自动补偿系统，包括初始化模块、自适应模块及赋值模块，初始化模块连接自适应模块及赋值模块，自适应模块连接赋值模块，初始化模块用于获取称重斗的首次预设重量值及给棉结束后的实际称重值，并获取预设重量值及实际称重值的误差及误差变化率。自适应模块用于根据误差及误差变化率，采用模糊自适应算法的控制规则，获得比例补偿系数及积分补偿系数。赋值模块用于根据预设重量值、实际称重值、比例补偿系数及积分补偿系数，计算称重斗的第二次进料重量值，并通知初始化模块以第二次进料重量值代替首次预设重量值。如此，缩小了物料的实际重量和设定重量差距，提高了生产效率。
[0042]
以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。