基于無模型自適應(yīng)控制的火工品裝藥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前我國對火工品的生產(chǎn)需求越來越大，對于火工品的質(zhì)量要求也越來越高。隨著自動化技術(shù)的不斷進(jìn)步和飛速發(fā)展，自動化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各行業(yè)。根據(jù)我國火工品生產(chǎn)現(xiàn)狀，自動化生產(chǎn)技術(shù)用于火工品裝藥行業(yè)相對較晚。本文所研究的火工品裝藥工藝難度大、生產(chǎn)要求高、自動化程度較低、生產(chǎn)過程安全系數(shù)不高，因此研究一種火工品裝藥控制系統(tǒng)對于提高火工品裝藥質(zhì)量和效率有很大意義。
　　本文首先對控制對象的裝藥工藝進(jìn)行詳細(xì)分析，得到藥粉裝填主要包括振動下料和自由

2、落體夯實(shí)兩部分。因此本文首先對顆粒物質(zhì)的靜動力學(xué)特征進(jìn)行了分析，然后對裝藥設(shè)備生產(chǎn)要求進(jìn)行分析得到了控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)是夯實(shí)完成后金屬管內(nèi)藥粉的堆積高度達(dá)到穩(wěn)定高度，并得到了裝藥的具體生產(chǎn)流程，完成了控制系統(tǒng)的整體框架設(shè)計(jì)。圍繞控制目標(biāo)得到控制系統(tǒng)的主要研究模型為夯實(shí)高度與堆積高度之間的關(guān)系。根據(jù)顆粒物質(zhì)的研究現(xiàn)狀分析得到藥粉的堆積高度和夯實(shí)高度之間不能建立精確的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)夯實(shí)過程分析得到藥粉的堆積初態(tài)不同，夯實(shí)高度與堆積高度之間的

3、關(guān)系有何變化，這就是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)難點(diǎn)。本文對于第一個(gè)難點(diǎn)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動方法對其進(jìn)行控制算法設(shè)計(jì)，對于第二個(gè)難點(diǎn)采用離散元數(shù)值仿真軟件對夯實(shí)過程藥粉的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，尋找夯實(shí)高度與堆積高度之間的關(guān)系。根據(jù)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用自適應(yīng)控制方法能達(dá)到更好的控制效果。因此本文采用無模型自適應(yīng)控制方法對控制系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)無模型自適應(yīng)控制方法的理論研究和實(shí)際應(yīng)用選取了基于緊格式的單輸入單輸出系統(tǒng)對控制算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在 Si

4、mulink上實(shí)現(xiàn)了控制算法的模型搭建，并對設(shè)計(jì)的控制算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，得到本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)控制效果良好。然后采用PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備器件的邏輯控制；運(yùn)用設(shè)備網(wǎng)現(xiàn)場總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程信號的采集和傳遞，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的集中控制；上位機(jī)采用觸摸屏，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的修改和工作狀態(tài)的監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)。
　　最后，在重慶大學(xué)與某企業(yè)合作設(shè)計(jì)的火工品裝藥設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的應(yīng)用，對實(shí)際生產(chǎn)效果進(jìn)行分析得到，本文設(shè)計(jì)