[发明专利]一种自调匀整系统的自适应控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自调匀整系统的自适应控制方法，属于棉纺织自调匀整技术的工业控制领域。

背景技术

自调匀整作为自动调节的一种形式，它能根据输入棉条(或输出棉条)的线密度与额定值的差异，改变输入罗拉(或输出罗拉)的速度，从而相应地调节牵伸装置的牵伸倍数。保证输出棉条的重量在允许的范围内波动。

自调匀整系统目前根据其控制模式可以分为开环控制、闭环控制和混合环控制。

1)开环自调匀整系统

开环系统的工作原理是“先检测后匀整”，即通过检测喂入棉条线密度的变化来进行匀整动作，这种方法需要保证系统的延迟时间与棉条通过检测点和匀整点之间的时间一致。开环系统对短片段棉条不均有较好的调节效果。但开环系统只进行针对性调节，不能核定调节结果。各环节参数变化或外界干扰引起的偏差也无法修正，易使条子定量产生偏差，所以开环系统运行的稳定性较差。

2)闭环自调匀整系统

闭环控制按反馈原理工作，即先匀整后检测，因此它存在一个匀整死区，这就决定了闭环系统主要是匀整较长片段的棉条不均。由于闭环系统反馈回路的作用，能自动修正各种因素波动所产生的偏差，故稳定性较好。但是它对短片断匀整效果不佳，控制针对性不强。

3)混合环自调匀整系统

混合环系统是在牵伸调整系统中既有开环又有闭环，兼有二者的优点。从理论上说这种方法最为科学，但是由于其结构复杂不容易控制而且成本也较高。另外，混合环系统是两点检测，一点匀整，一般是在一套模糊规则的基础上进行模糊控制，其前提就是在一定的误差基础之上，而不是实时响应控制。

由于棉条的粗细不匀是一种复杂不规则的波动，而且检测装置的测量精度，也容易受到各种非线性因素的影响，例如：给棉的快慢，电子器件工作电压的波动，测量元件的工作死区等，从而使匀整的效果往往带有较大的误差。若匀整时采用闭环系统，常用的控制算法是“比例-积分-微分”(即PID方法)。此时PID起反馈控制的作用，即根据匀整后棉条的线密度与额定值(额定值可根据输出的设定值和输入、输出的额定牵伸倍数确定)的差异调节机器的牵伸倍数，使输出棉条的线密度保持在设定值附近。对于今天出条速度高达600-1000m/s的高速并条机，PID方法很难满足控制要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制闭环系统匀整死区影响的自适应控制方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种自调匀整系统的自适应控制方法，其特征在于，步骤为：

步骤1、用双笔记录仪记录在伪码发生器作用下，自调匀整系统的输入曲线和输出曲线；

步骤2、把双笔记录仪记录下来的输出曲线离散化，根据广义最小二乘法辨识出自调匀整系统的可控自回归滑动平均模型，表示为：

其中，d表示输入对输出的滞后时间，y_k+d表示k+d时刻自调匀整系统的输出，u_k表示k时刻的输入控制量，ξ_k+d表示k+d时刻白噪声序列，A(z^-1)＝1-a₁z^-1-…-a_nz^-n，B(z^-1)＝b₀+b₁z^-1+…+b_nz^-n，C(z^-1)＝1+c₁z^-1+…+c_nz^-n，其中，u_k·z^-n＝u_k-n，ξ_k+d·z^-n＝ξ_k+d-n，分别表示在k-n时刻的输入控制量及在k+d-n时刻的白噪声序列，其他以此类推，a₁至a_n、b₀至b_n及c₁至c_n分别为相应的系数；

步骤3、以稳态方差最小为原则，求出在k时刻使得自调匀整系统在k+d时刻自调匀整系统的输出y_k+d的稳态方差最小的控制输入量u_k，