迭代自学习动态称量配料方法及其在混凝土搅拌系统中的应用
摘要
本文从工程实际出发，对配料称重系统中的称量配料过程进行了研究，提出了迭代自学习控制方法，进行了控制系统的设计和仿真实验研究。针对混凝土搅拌装置的称量配料控制要求，将迭代自学习的控制方法应用于实际工程中，进行了混凝土搅拌装置称量配料计算机控制系统的设计。本文主要内容有如下几个方面：
1．综述了配料称重系统的概况、混凝土搅拌装置及其配料称重系统的概况，提出了称量配料的关键问题即精度控制，同时指明了本文的研究重点是料斗秤的称量配料过程。
2．分析了动态称量配料过程的物理机理，在此基础上推导出了动态称量配料过程的数学模型算式，进行了计算机仿真试验研究，并作了定性的分析。
3．概述了智能控制和自学习控制，阐述了迭代自学习控制的基本原理。对动态称量配料的受控过程作了进一步的研究，将迭代自学习的控制方法应用于动态称量配料过程控制，进行了控制系统的设计和计算机仿真实验研究。仿真结果表明，应用迭代自学习控制方法可以取得满意的控制效果。
4．针对混凝土搅拌装置的称量配料控制要求，将迭代自学习的控制方法应用于实际工程中，进行了混凝土搅拌装置的称量配料计算机控制系统的设计，包括硬件和软件。详细介绍了自动配料称重系统的工程实现。
5．回顾了本论文的工作并对进一步的工作作了展望。
The dynamic weighing and batching process of a burden system is studied in this thesis. An iteration self-learning control method is proposed. The control system is designed and the simulation experiments are made. The iteration self-learning control method is used to design a real project according to the specifications of the weighing and batching control hi a concrete batching plant and a weighing and batching computer control system is made. The main contents are composed of the following parts:
1. The survey of burden systems, the survey of concrete batching plants and then- weighing and batching systems are overviewed. The key matter of a weighing and batching system-precision control is proposed. The emphases studied in this paper is a hopper-scale and its weighing and batching process.
2. The physics mechanism of the dynamic weighing and batching process is studied and the mathematics model is established. The simulation experiments are made,too.
3. Not only Intelligent Control and Self-Learning control but also the basic principle of the iteration self-learning control are described. A further study of the dynamic weighing and batching process is made and an iteration self-learning control method is used to dynamic weighing and batching process control. The simulation tests are made and satisfied performances are reached.
4. According to the specifications of the dynamic weighing and batching process control in concrete batching plants, the iteration self-learning control method is applied for a real work. A weighing and batching computer control system of concrete batching plants is made, which includes hardware and software. It describes in detail how to implement an automatic batching and weighing system.
5. Reviewing works of this thesis and prospecting future more works.
1．综述了配料称重系统的概况、混凝土搅拌装置及其配料称重系统的概况，提出了称量配料的关键问题即精度控制，同时指明了本文的研究重点是料斗秤的称量配料过程。
2．分析了动态称量配料过程的物理机理，在此基础上推导出了动态称量配料过程的数学模型算式，进行了计算机仿真试验研究，并作了定性的分析。
3．概述了智能控制和自学习控制，阐述了迭代自学习控制的基本原理。对动态称量配料的受控过程作了进一步的研究，将迭代自学习的控制方法应用于动态称量配料过程控制，进行了控制系统的设计和计算机仿真实验研究。仿真结果表明，应用迭代自学习控制方法可以取得满意的控制效果。
4．针对混凝土搅拌装置的称量配料控制要求，将迭代自学习的控制方法应用于实际工程中，进行了混凝土搅拌装置的称量配料计算机控制系统的设计，包括硬件和软件。详细介绍了自动配料称重系统的工程实现。
5．回顾了本论文的工作并对进一步的工作作了展望。
The dynamic weighing and batching process of a burden system is studied in this thesis. An iteration self-learning control method is proposed. The control system is designed and the simulation experiments are made. The iteration self-learning control method is used to design a real project according to the specifications of the weighing and batching control hi a concrete batching plant and a weighing and batching computer control system is made. The main contents are composed of the following parts:
1. The survey of burden systems, the survey of concrete batching plants and then- weighing and batching systems are overviewed. The key matter of a weighing and batching system-precision control is proposed. The emphases studied in this paper is a hopper-scale and its weighing and batching process.
2. The physics mechanism of the dynamic weighing and batching process is studied and the mathematics model is established. The simulation experiments are made,too.
3. Not only Intelligent Control and Self-Learning control but also the basic principle of the iteration self-learning control are described. A further study of the dynamic weighing and batching process is made and an iteration self-learning control method is used to dynamic weighing and batching process control. The simulation tests are made and satisfied performances are reached.
4. According to the specifications of the dynamic weighing and batching process control in concrete batching plants, the iteration self-learning control method is applied for a real work. A weighing and batching computer control system of concrete batching plants is made, which includes hardware and software. It describes in detail how to implement an automatic batching and weighing system.
5. Reviewing works of this thesis and prospecting future more works.
引文
[1]施汉谦 宋文敏，电子秤技术，1991，9中国计量出版社出版
[2]黄阶纲，自动配料控制系统的设计，衡器，1999．5：1-3
[3]刘祥磊，微机配料秤控制方法，企业技术开发，1999．2
[4]柳池 周丽娟，皮带配料秤单片机实时控制系统设计，哈尔滨理工大学，1999．4
[5]申颖 王潍，基于调节器和WINDOWS平台的皮带秤配料系统，工业计量， 2000．2：27-28
[6]游珂 陈波，全荷式电子皮带秤在生料自动配料系统中的应用，电子仪器仪表用户，2000．5
[7]陈崇苏 舒良，分布式连续配料微机控制系统的设计，粮食与饲料工业，1999．11：15-17
[8]贺洪江，水泥生产配料的微机控制系统，自动化仪表，2000．4：42-43
[9]赵进奎，失重秤及其在水泥熟料配料系统中的应用，自动化仪表，1999．4：23-25
[10]罗胜武 周卫红 曹聚亮 肖光荣，电子负秤原理及其在混凝土自动配料设备中的应用，电子技术应用，1999．7：37-39
[11]K. E. 诺登著 陆伯勤 金广尧 楼才生 卜禾译，工业过程用电子秤，1991．8冶金工业出版社出版
[12]孙增圻 张再兴 邓志东，智能控制理论与技术，1997．4，清华大学出版社 广西科学技术出版社
[13]Bai Rui-Lin, Li Jun, Liu Yao-Meng, The Smith Neural Networks Pre-Estimated Control for A Kind of System with Large Time-Delay, 第三届全球智能控制与自动化大会论文集，2000年6月28日-7月2日，中国合肥
[14]中华人民共和国行业标准，周期式混凝土搅拌楼(站)SL/T 242-1999，1999，9，10，中华人民共和国水利部发布，中国水利水电出版社出版
[15]哈尔滨建筑过程学院 西安冶金建筑学院合编，混凝土机械和桩工机械，1982．7，中国建筑工业出版社出版
[16]金君恒，大型工程机械电路，1985．4，水利电力出版社出版
[17]荣冈，辨识滤波及字适应，1998．5，浙江大学控制科学与工程学系
[18]金以慧，过程控制，1998．1，清华大学出版社出版
[19]陶永华，新型PID控制及其应用，1998．9，机械工业出版社出版
[20]王锦标 方崇智，过程计算机控制，1992．2，清华大学出版社出版
[21]吴麒，自动控制原理，1998．1，清华大学出版社出版
[22]绪方胜彦著 卢伯英 佟明安 罗维铭译 现代控制工程，1989，12，科学出版社出版
[23]欧阳黎明，MATLAB控制系统设计，2001．1，国防工业出版社出版
[24]蒙以正，MATLAB5. X应用与技巧，1999．11，科学技术出版社出版
[25]柳承茂，MATLAB5.X入门与应用技巧，1999．10，科学出版社出版
[26]周重阳，神经元非模型控制及其应用研究，2001．3，浙江大学硕士学位论文，浙江大学先进控制技术研究所
[27]孙明轩 黄宝健，迭代学习控制，1999．5，国防工业出版社
[28]孙明轩 万伯任，非线性系统高阶迭代学习控制系统算法．控制与决策，1994,9(3)：195-199
[29]孙明轩 陈阳泉 黄宝健，非线性时滞系统的高阶迭代学习控制，自动化学报，1994，20(3)：360-365
[30]李士勇，模糊控制．神经控制和智能控制，1994，哈尔滨工业大学出版社出版
[31]涂序彦，郭荣江，智能控制及其应用．自动化，1977，1(1)：104-117
[32]蒋新松，人工智能控制及智能控制系统概述．自动化学报，1981，7(2)：148-156
[33]邓志东，自学习控制理论与应用，1991，哈尔滨工业大学博士学位论文
[34]FU K S, Learning Control System and Intelligent Control Systems: An Intersection of Artificial Intelligence and Aautomatic Control, IEEE Trans. Automatic Control, 1971
[35]Hwang D H, Bien Z, and Oh S R. Iterative learning method for discrete-time dynamic systems. IEE Proceedings-Part D: Control Theory and Applications, 1991, 138(2): 139-144
[36]吴东南，程勉，高为炳，多步控制修正下的学习控制，自动化学报，1989，15(5)：445-449
[37]任雪梅，高为炳，任意初始状态下的迭代学习控制，自动化学报，1994，20(1)：74-79
[38]孙明轩，黄宝健，张学智，非线性系统的PD型迭代学习控制，自动化学报，1998，24(5)：753-756
[39]孙明轩，黄宝健，张学智，非线性任意初态下不确定时滞系统的PD型迭代学习控制．控制理论与应用，1998，15(6)：853-858
[40]孙明轩，非线性离散时间系统迭代学习控制的稳定型分析．自动化学报，1998，24(6)：816-820
[41]张海清等，非定量下料问题的动态称重解决方案．计量学报，Vol．19，1998(3)
[42]顾理敏等，电子秤，北京：中国计量出版社，1982
[43]方原柏，电子皮带秤的原理及应用，冶金工业出版社，1997
[44]余人杰等，计算机控制技术，西安：西安交通大学出版社，1989
[45]孙涵芳，徐爱卿，MCS-96系列单片机原理及应用[M]，北京航空航天大学出版社，1989
[46]谢剑英，微型计算机控制技术，北京：国防工业出版社，1988
[47]乔哲明，Access97数据库入门与应用，大连理工大学出版社，1999
[48]孙江宏，Visual Basic 5.0中文版编程指南，人民邮电出版社，1998，5
[49]张树兵等，Visual Basic 5.0中文版入门与提高，清华大学出版社，1998，10
[50]徐金梧等，Turbo C使用大全，北京：北京科海培训中心，1990，4
[51]马希光等，Visual C++ for windows程序设计基础，电子工业出版社，1996，3
[52]查礼，康博创作室，Visual C++ 6.0开发实用教程，人民邮电出版社，1999，2
[53]张国峰，面向对象的程序设计与C++教程，电子工业出版社，1995，8
[54]沈一梁 胡明成等，Visual C++程序设计，科学出版社，1996，1
[55]王树青 赵鹏程，集散型计算机控制系统(DCS)，浙江大学出版社，1994，11
[56]郑大钟，线性系统理论，清华大学出版社，1995，11
[57]沈平，工程系统最优化，浙江大学出版社，1994，10
[58]李芳芸等，计算机软件技术基础，清华大学出版社，1998，1
[59]刘彦斌 周予滨，如何使用Office2000，机械工业出版社，1999，10
[2]黄阶纲，自动配料控制系统的设计，衡器，1999．5：1-3
[3]刘祥磊，微机配料秤控制方法，企业技术开发，1999．2
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