[发明专利]一种基于在线参数辨识的饮料灌装控制方法

权利要求书

1.一种基于在线参数辨识的饮料灌装控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)首先获取饮料灌装机系统的历史灌装数据数组，包括历史灌装周期灌装伺服行程，即历史灌装周期灌装控制量数组u[1,2,...,n-1]和实际灌装量偏差数组e[1,2,...,n]＝set-y[1,2,...,n]，并对其求平均滤波，得到滤波后的历史灌装周期灌装控制量和灌装量偏差分别为：和

其中，set为设定灌装量，h为求平均数组长度，n为保存的历史数组长度，k为当前采样时刻；

2)由上述步骤1)得到的滤波后的历史灌装周期灌装量偏差确定本次灌装周期灌装控制量的增量Δu(k)，再由滤波后的历史灌装周期灌装控制量和本次灌装周期灌装控制量的增量Δu(k)求和得到本次灌装周期的灌装控制量u(k)；

3)根据步骤2)求出的本次灌装周期的灌装控制量u(k)来调节伺服器行程输出，进行实时控制，本次灌装结束后将本次周期的灌装控制量以及灌装量偏差进行保存，更新历史灌装数据数组；

步骤2)中，

其中，为控制补偿系数，λ₀表示灌装量与伺服行程比例因子，由物理关系确定；

控制补偿系数的确定方法为：当时，当时，当时，

其中，和e分别为设定的误差上限和下限；p_max和p_min分别为设定最大和最小补偿比例；

当n>m时，首先通过最小二乘法原理进行在线参数辨识，得到饮料灌装机系统灵敏度s(k)：

其中，m为设定的辨识数组长度，V(k-1)，V(k-2)，…，V(k-m)分别为第(k-1)至(k-m)次灌装的实际灌装量；

然后，将实时辨识出的s(k)代入Δu(k)的计算公式中，替换计算公式中的λ₀，并加入调节系数γ，得到本次灌装周期灌装控制量的增量Δu(k)为：

2.根据权利要求1所述的基于在线参数辨识的饮料灌装控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，为了满足各个阶段控制需求，求平均的数组长度h的给定方法为：

首先设定标准的求平均数组长度N_r；随着灌装次数的增加，将饮料灌装机实际灌装次数n与N_r比较，选择相对小的那个参数作为该控制周期的求平均数组长度，即h＝min{n,N_r}。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的基于在线参数辨识的饮料灌装控制方法，其特征在于，步骤2)中的当连续l次或者误差历史值都小于或等于设定的允许灌装误差时，灌装控制量保持不变，即：

当max{e(k-l+1),e(k-l+2),…,e(k)}≤e_s,k>l或max{e(1),e(2),…,e(k)}≤e_s,k≤l时，本次灌装周期的灌装控制量保持不变，即u(k)＝u(k-1)；

其中，e_s为允许灌装误差，l为稳定判断数组长度。