如何提高粉体给料技术的控制精度

作者:陈立明 时间:2013-01-30 20:05:59

 

一个好的控制装置的控制特性应该具备较小的开环波动幅度如5%满程,在其控制特性曲线反映为线束较窄细,且Y/X的斜率低,控制区域宽,控制分度高如〉0.5%。

r=1

R〈5%Y满程

Y=K*X+R

 

四、用闭环反馈提升控制精度

    通过闭环控制能改善最终的目标控制精度,但闭环能补偿的开环特性波动是有限的。其效果主要取决于给料装置的开环波动性和驱动控制对象的惯性延时,以及检测计量的精度和检测反应时间等。

 

    控制环路上每个信号流的传递环节都必然存在反应时间,t1一般为高速的计算机处理环节,时延可控制在毫秒级,t2是执行转换时延,由设计结构的机械质能驱动效率决定,一般在2-5秒左右,t3是检测感应环节时延,由检测原理的工作结构的决定,一般在0.5-5秒左右时间. t4是信号处理的滤波延时,一般可控制在0.5-1秒内

    当构成闭环内所有环节的反应时间之和(系统开环响应时间)t=t1+t2+t3+t4变大时,根据稳定控制原理,闭环控制周期T=t也必然加大,则非控制时间内的开环波动幅度必然也随之变大,其变化幅度就是闭环控制能修正的最小稳态误差,所以构建控制系统应尽最大可能地缩小每个t的子项。如果能使t<2tr,就可有效修正R的干扰。

    如果闭环系统调节修正的工作参数(如控制周期与pid参数等)设置不当,其控制误差还会进一步放大。例如:如果强行超越系统开环响应时间来缩短控制周期,使T<t,就会导致前次修正作用已产生但还未从反馈信号反应出来时继续追加新的修正,造成过度修正而引发控制震荡;反之,如果超越系统开环响应时间地延长控制周期,,使T>t,又会错失进行有效修正的最快时机,造成稳态误差的扩大。

    当采用螺旋称或皮带称来检测料流量时,由于其计量段的物料通过时间一般高达5秒以上,属典型的积分滞后传递环节,用于变化快速的粉体计量是极其错误的,因其明显导致了系统开环响应时间加大,不但容易引发控制震荡,还推延长了对给料装置开环波动性的及时修正调节时机,进而导致系统闭环控制误差的放大。

    检测反馈环节是构成闭环的重点,用军事术语叫“眼睛”,其关键参数是反应时间和识别精度。对粉体计量而言,冲板式流量计因采用动量测量原理,其检测反应时间(包括感应检测与放大转换)一般在0.3~1秒内,是现有技术手段中最快的,要远好于螺旋称、皮带称等积分计量方式,识别精度一般能保证0.3%FS以上。如下图示:

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