混凝土搅拌站是建筑、道路、桥梁、大坝等施工中必备的施工设备。它是由供料、贮料、配料、搅拌、出料、控制等系统及结构部件组成，用于生产混凝土的成套设备。显然，它是一个受多环节制约的复杂系统。混凝土搅拌站的搅拌性能、物料动态配比、物料动态称量精度、供水量等直接影响混凝十质量。目前，混凝士搅拌站的控制系统多数仍停留在较低的水平上，尤其是缺乏自检和控制功能。本文阐述了白适应控制在混凝十搅拌站自动配料系统中的应用，提出了用自校正方法实现的自适应控制方案。

1  背景说明

    混凝土搅拌站自动控制系统是把各种物料（多种规格石子、砂、水泥、粉煤灰、附加剂和水）按所配方控制计量，然后送搅拌罐搅拌成混凝土，其控制实现的关键是配料控制。

 各种规格的石子、沙等存放在不同的料仓中，每个料仓由三个控制门，门的开度分别为50% 、  30%和20%。当主控制门打开时，相应料仓中的料便落入秤斗中，秤斗装有称重传感器，利用该信号微机可测量秤斗中料的重量，秤斗配好料后，微机可控制秤斗打开，让皮带机将料送走。由于仓料门不是连续大小开度，当仓料门关闭时，料仓中还有一些余料要落入秤斗之中，这部分料称为“落差”、影响“落差”的因素很多，如石子、沙粒大小、仓料储料的多少等等。

2系统分析

尽管物料种类不同来进行分析

其中： U(K)——表示该种物料进料机构开度控制值

              Y(K)——表示秤斗稳定时该种物料秤斗传感器反馈值

设：L(K) ——表示K时刻的预期落差

    P——表示该种物料配料前皮重

    Y——表示该种物料预期的配料重量

    M(K) ——表示该种物料秤斗传感器反馈值

则：配料动态误差E(K)=P+Y－Y( K)

    由于混凝土配料控制系统是离散的，阀门开度也不连续，因此其数学模型也应是离散的，在状态空间法中可表示为

  X(K+l)=AX(K)+BU(K)+ ε (K)

  Y(K)=CX(K)+DU(K)+ ζ(K)

其中ε (K)、  ζ(K)代表沙粒的大小、料仓储料满浅，沙粒干湿等对落差的影响。

3控制算法

    由于U(K)不是在O~lOO%连续可调，且已知料仓由20%，30%，50%三个出料开度的门，故共可有0、20%、30%、50%、70%、80%、l00%等多种开度的组合，从可行性和实用性考虑，确定如下的一种控制范围

其中Bi为经验设定值。

4自适应应用

    对于这样的系统，由于U(K)不足连续变化，落差对系统的配料精度至关重要。影响落差的因素很多，例如，当物料仓所储物料较满时，由于自身重力的影响落料速度显然较快，此时落差就较大；反之，则落差较小。因此就必须对落差L(K)进行预测。

    据系统有：

     Y(K)一M(K)=L(K)+W(K)

其中，W(K)为白噪声序列

取性能指标：  J=minE{[Y一Y(K)]²}

则有

       J=minE{[Y一Y(K) 一M(K) 一W(K) ²}

     =minE([Y一Y(K) 一M(K)]²+W²(K) 一2W(K) [Y一Y(K) 一M( K)]}

    由于W(K)与Y(K)、L(K)相互独立，且E{W(K)}=0故

J=min{E{W²(K)}+E{[Y(K)+L(K)一Y]})

要使J取得最小值，则Y(K)+L(K) 一Y=0所以，L(K)=Y一Y(K)。

考虑到前面预测的影响，取

L(K)=(1—η)* L（K一1）+η*[Y—Y(K)]

其中．0<η<=1

5总结

    自适应控制在理论研究上已逐步完善，但在实际应用中，尤其在工业生产过程中应用的还不是十分的普遍，希望应用这种方法能在本应用系统中取得令人满意的控制效果。

参考文献

  [1]郑大钟，线性系统理论．清华大学出版社. 2000

  [2]冯纯伯，史维  自适应控制  电子工业出版杜．1986

  [3]周俊.混凝土搅拌站自动控制系统. 电子技术应用．1998．(11)

 

 

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