[发明专利]基于传动负载均衡的物流输送优化控制装置

权利要求书

1.一种基于传动负载均衡的物流输送优化控制装置，其特征在于包括总控制器、驱动电机（2）、切换电机、切换控制器和传送单元（1）；

传送单元（1）、驱动电机（2）和切换电机的数量均为多个，每个传送单元（1）包括多个传送辊（3）和驱动传送辊（3）的皮带（4），传送单元（1）首尾靠近连续设置，相邻传送单元（1）的首尾之间设置一个传动辊（5）；传动辊（5）被切换电机带动，从而能够在与两个传送单元（1）同时接触以及不接触的状态之间切换；当传动辊（5）与两个传送单元（1）同时接触时，两个传送单元（1）相互联动，当传动辊（5）两个传送单元（1）不接触时，两个传送单元（1）相互脱离联动；

传送单元（1）由多根传送辊（3）和连接传送辊（3）的皮带（4）构成，皮带（4）设置在传送辊（3）的两端，以连接每个传送辊（3），使得传送辊（3）转动；

驱动电机（2）设置在传送单元（1）的皮带（4）底部，用于驱动传送单元（1）转动，每一个传送单元（1）设置一个驱动电机（2）；

驱动电机（2）被切换电机带动，从而能够在与传送单元（1）接触以及不接触的状态之间切换；当驱动电机（2）与传送单元（1）接触时，驱动电机（2）驱动传送单元（1）转动，当驱动电机（2）与传送单元（1）不接触时，传送单元（1）不被该驱动电机（2）驱动；

全部切换电机连接至切换控制器，切换控制器连接至总控制器；

全部驱动电机（2）连接至总控制器，总控制器实时采集每一个驱动电机（2）的工作功率和转动速度，总控制器根据每一个驱动电机（2）的工作功率和转动速度控制驱动电机（2）的转动速度调节量和切换电机的切换状态，从而保证驱动电机（2）的整体负载均衡；

总控制器的控制方案包括：

设第i个驱动电机（2）的实时功率为P_i，转动速度为v_i，那么当传送单元（1）上的运输物体不变时，满足功率-速度相关函数P_i=f(v_i)，即随着转动速度的v_i的变化，实时功率P_i随着转速一同变化；

实际工作时驱动电机（2）的实时功率一方面受到转动速度的影响，另一方面手段驱动电机（2）驱动的传送单元（1）上货物重量的影响，具体控制方式如下：

驱动电机（2）的最大功率为P_M，初始状态令全部传送单元（1）速度相等且不联动，每一个驱动电机（2）驱动一个传送单元（1），检测每一个驱动电机（2）的实时功率：

当P_i P_i+1时，△v_i+1=f^-1(P_M)-f^-1(P_i+1)；同时调节△v_i=-△v_i+1，调节后继续检测，直到检测到P_i= P_i+1，则调整-△v_i+1=△v_i=( v_i+1- v_i)；

P_i P_i+1时，△v_i=f^-1(P_M)-f^-1(P_i)；同时调节△v_i+1=-△v_i，调节后继续检测，直到检测到P_i= P_i+1，则调整△v_i+1=-△v_i=( v_i- v_i+1)；

其中△v_i为第i个电机的速度调整量，△v_i+1为第i+1个电机的速度调整量，正值为加速，负值为减速，i为正整数；v_i为第i个驱动电机（2）的实时转动速度,v_i+1为第i+1个驱动电机（2）的实时转动速度；

总控制器的控制方案包括：

P_e为驱动电机（2）的额定功率，如果任意两个相邻的驱动电机（2）的实时功率满足P_iP_e/2 且P_i+1 P_e/2，则将第i和第i+1个传送单元（1）之间的传动辊（5）切换成与两个传送单元（1）同时接触，且将第i+1个驱动电机（2）切换为与传送单元（1）不接触，设置第i+1个驱动电机（2）关闭，然后令全部大于i+1的驱动电机（2）的编号减1；

如果第i和第i+1个传送单元（1）之间传动辊（5）状态为与两个传送单元（1）同时接触，且P_i与P_i+1的中的不为0的一个其功率大于1.5倍的P_e，则将第i和第i+1个传送单元（1）之间的传动辊（5）切换成与两个传送单元（1）不接触，且将两个驱动单元中不接触传送单元（1）的驱动电机（2）切换为接触传送单元（1），并且将第i和i+1个驱动电机（2）的功率设置为P_i=P_i+1，且均为切换状态前较大功率的一半。