立式食品包装机袋材恒速供送控制系统研究

为提高立式包装机袋材长度控制精度和袋形外观质量,以模糊PID控制为基础,结合RBFNN算法优势,设计具有逻辑推理和自我学习能力的模糊RBFNN-PID控制算法,实现PID参数在线最佳整定,提升袋材恒速控制精度和稳定性.基于Siemens CPU1215C控制器和TP1500触摸屏,搭建立式包装机恒速监控系统,完成硬件选型和程序设计.MATLAB仿真和试验测试表明:模糊RBFNN-PID控制器性能优越、抗干扰能力和模型失配鲁棒性强,袋材长度偏差约为±0.15 mm.该控制系统实现包装机袋材供送的恒速精确控制,提高了袋材长度精度和袋形外观质量.     

神经网络分数阶PID控制器在纸浆浓度控制中的应用

分数阶PID控制器继承了常规PID控制器的优点,并且具有更高的控制精度和更强的鲁棒性。针对常规PID控制器在纸浆浓度控制过程中存在的问题,设计了一种基于神经网络的分数阶PID控制器。用分数阶PID控制器代替常规PID控制器,并通过神经网络调节分数阶PID控制器的5个控制参数,实现一种参数自整定的PID控制器。仿真实验结果表明,神经网络分数阶PID控制器比常规PID控制器的控制精度高,对纸浆浓度的控制更稳定;采用神经网络分数阶PID控制器控制纸浆浓度是切实可行的,具有很好的推广应用前景。     

改进模糊PID的称重式包装机智能控制

针对称重式包装机称重控制系统存在非线性、时变、时滞的特性,导致称重精度低、稳定性差的问题,在传统模糊PID控制算法的基础上,引入模糊变量论域伸缩因子,提出域伸一种改进模糊PID算法。设计变量论缩因子使模糊变量论域跟随称重误差及误差率的变化而伸缩调整,将模糊变量论域调整为最佳范围,以避免因变量论域不恰当而引起的控制误差。利用改进模糊控制算法对PID参数进行在线整定,以实现称重控制系统高效、精确、稳定的控制效果。仿真结果表明改进模糊PID控制算法具有超调量小、响应速度快、抗干扰能力强的优点,该控制算法能够有效提升包装机称重效率和称重精度。     

单神经元 PID 算法在包装机温控系统中的应用

介绍了包装机温度控制系统的工作原理,以及单神经元自适应PID算法的原理,通过对基于单神经元自适应PID算法的包装机温度控制子系统的调试,成功将单神经元自适应PID温控算法移植到包装机控制器中,试验测试表明用该方法进行参数整定的控制系统,具有很好的自适应性和稳定性以及很高的控制精度。     

基于S7-1200PLC的啤酒发酵温度控制系统研究

针对啤酒发酵温度控制系统具有时变性、非线性和滞后性的特征,运用传统控制方法不能实现啤酒发酵温度精确控制的问题。引入论域伸缩因子,设计变论域模糊PID控制器,实现PID参数在线精细整定;以S7-1200PLC控制器和KTP1000触摸屏为硬件基础,开发啤酒发酵自动控制系统,实现人机交互。啤酒发酵试验结果表明:啤酒发酵温度控制误差为±0.09℃,控制精度为0.75%,温度控制系统稳定性好、精度高,提高了啤酒质量。     

基于模糊PID的钢丝圈基片冷连轧机张力控制系统设计

为了解决钢丝圈基片冷连轧机PID控制系统因张力不稳定导致产品不合格问题,通过设计一种基于模糊PID算法的张力控制系统,利用MATLAB软件对模糊PID与传统PID控制系统进行仿真实验,结果表明:在保证张力控制精度和稳态性能条件下,模糊PID控制可以有效抑制动态超调,提高系统的响应速度。指出:钢丝圈基片冷连轧机的张力控制系统是保证产品质量和生产效率的重要条件,模糊PID系统对于提高钢丝圈基片的合格率,提高企业经济效益有较高的应用价值。     

小袋食品包装机袋膜纠偏控制系统设计

为提高小袋食品包装产品质量,提升食品包装美观度,减小包装机袋膜跑偏对包装质量和美观度的影响,提出一种基于神经网络PID的智能自适应袋膜纠偏控制算法。介绍包装机拉膜机构工作过程,并分析拉膜机构工作过程中袋膜跑偏原因,利用CCD传感器检测袋膜跑偏量,将跑偏量信号传送到控制器中,利用神经网络PID控制方法对执行机构进行控制,从而实现卷筒位置在线自适应调整,保证食品包装机的无偏移传。仿真结果表明,神经网络PID控制方法相比于传统PID控制方法,超量明显减小、响应速度更快。     

小袋山核桃仁包装机袋膜纠偏模糊控制系统设计

为减小小袋山核桃仁包装机袋膜跑偏对产品外观与质量造成的影响,提出基于模糊控制的智能纠偏控制方案。在分析拉膜机构工作过程中袋膜跑偏原因与纠偏可行性的基础上,设计了纠偏控制模型,通过CCD传感器检测袋膜偏移量,建立模糊控制规则,实时调控拉膜速度与纠偏辊偏移角度,控制袋膜偏移量始终在要求范围内。利用改进DF-50B2型粉料自动包装机作为试验平台进行纠偏试验,并通过LabVIEW软件对纠偏模糊控制系统输出效果进行测试。试验结果表明,该控制系统具有较好的纠偏效果,拉膜速度为80mm/s时的纠偏精度最高达0.52mm,包装重量对纠偏效果没有较明显影响,但拉膜速度越大时袋膜偏移量也越大。该控制系统在保证产品质量前提下,加快了包装速度,进而提高了包装机工作效率。     

基于变论域模糊PID的纸浆浓度控制系统研究

针对传统模糊PID控制器因变量论域、比例因子、量化因子等参数设置固定不能实现纸浆浓度精确控制的问题,本课题提出将变论域思想与模糊PID控制相结合的变论域模糊PID控制算法。首先在模糊控制器中引入论域伸缩因子使模糊控制器输入输出变量的论域范围随纸浆浓度误差及误差变化率进行伸缩调整,以提高模糊控制器的控制精度;然后利用变论域模糊控制器对PID的3个参数进行调整,实现PID控制器的实时在线整定。仿真结果表明,变论域模糊PID控制算法可以有效地克服纸浆浓度控制过程存在的时变性、多干扰、时滞性缺点,能够实现纸浆浓度控制的稳定性和精确性。现场实际应用表明,应用变论域模糊PID控制算法的控制系统可将上浆浓度误差控制由±0. 3%降为±0. 025%以内。     

基于PLC的食品热烘干机温度模糊PID控制

食品热烘干机系统通常是一个非线性、时变性、大滞后的复杂系统,传统PID控制由于比例-积分-微分参数固定不变,从而导致其控制效果并不理性,为了解决上述问题设计了一款基于PLC的食品热烘干机温度模糊PID控制系统。首先介绍了烘干机主体结构和工作原理,并介绍了控制系统硬件结构。在传统PID控制基础上设计了一款变论域模糊PID控制器,通过变论域模糊控制方法实现PID参数的在线自适应调整,从而使得PID控制器具备了能够根据系统变化而进行自适应调整的能力。最后,通过计算机仿真软件Matlab软件验证了该控制方法的有效性。仿真结果表明:变论域模糊PID控制器明显能够降低系统的超调量,大大提高了系统的控制精度。     

食品包装袋膜模糊PID自适应纠偏控制

为了减小食品包装袋膜跑偏对产品包装外观美观度和品质造成的影响,提出了一种基于模糊PID的食品包装袋膜的智能纠偏控制算法。首先分析了拉膜机构在运动过程中出现袋膜跑偏的原因,并探究了纠偏系统数学模型。利用CCD传感器对包装袋膜偏移量进行检测,将检测结果传送到控制器中,由控制器中的模糊PID控制算法完成袋膜纠偏的闭环自适应控制。仿真和试验结果表明,模糊PID控制算法相比传统PID控制方法超调量更小、稳定性高、调节周期短。该控制方法具有较好的纠偏效果,包装袋膜平均纠偏精度最高达到0.69 mm。     

基于并联机器人的食品分拣控制系统设计

为解决食品包装过程中分拣困难、漏拣和误拣率高等问题,基于并联机器人设计一种食品分拣控制系统。食品分拣设备主要包括并联机器人、夹持器、工业相机、LED光源、传送带等。以并联机器人为研究对象,设计一种模糊神经网络控制器,实现在线调节PID控制参数。通过改进粒子群优化算法,实现神经网络初始权值最优化处理,并开展相关试验研究。结果表明,系统漏抓和误抓率非常低,最大为0.1%;并联机器人的食品分拣控制系统具有好的稳定性和可靠性;抓取精度较高;能够满足食品包装要求。     

基于PLC的自动封塑灌装机控制系统设计

为提高系统运行效率,设计自动封塑灌装机控制系统。运用PLC技术和PID调节技术,控制加热棒的温度,同时控制包装薄膜的送给长度,使得该系统运行效率有显著提高;采用HMI来设计系统的操作控制、报警显示、延时设定、温度设定及产量显示界面,同时触摸屏与PLC进行实时通信,以满足用户对功能的需求;最终通过合理选取系统硬件,实现了封塑过程中加热棒温度的实时、可靠控制。     

基于模糊神经网络PID控制的粉体包装计量控制系统

针对粉体包装计量控制系统由于传感器、螺杆的旋转惯性、零点漂移,下料冲击力等因素的影响而造成的系统延迟、非线性等问题,提出一种基于模糊神经网络PID控制粉体包装计量控制系统。利用模糊神经网络良好的动态控制特性和自学习能力来调整PID控制比例、积分、微分3个调整参数。借助MATLAB simulink仿真软件进行系统的模拟仿真。结果表明,该模糊神经网络PID控制系统稳定时间能缩短约45%,超调量约减少16%。由此可得模糊神经网络PID控制系统优于传统的PID控制系统。     

复贴机张力的模糊自整定PID控制

介绍了复贴机张力控制及其基本原理,由于复贴机是一个典型的复杂、联动、时变、非线性卷绕系统,对其进行恒张力控制具有相当的难度。传统的PID控制不能满足要求,为了有效解决系统的非线性时变和数学模型建立困难等问题,在原有PID张力控制器的基础上提出一种较新的控制算法———模糊自整定PID控制,对比了传统PID控制和模糊PID仿真曲线,可以看出模糊控制器对卷径变化比普通PID控制具有更强的适应性。     

模糊自适应PID控制在凹版印刷机收卷张力控制中的应用

凹版印刷机收卷系统运行过程是非线性、时变不确定的,张力控制与速度控制之间存在着强耦合关系,结合实际印刷生产线设计出相应的硬件配置和一种基于模糊控制原理的软件控制方法,建立模糊自适应PID控制器,并进行MATLAB/Simulink进行仿真,该控制器比常规PID控制器具有更好的控制效果,鲁棒性更强,使系统的动态性能得到很大改善。     

基于模糊RBFNN-PID的啤酒发酵温度控制系统

基于模糊PID控制算法,结合RBF神经网络算法优点,设计具有逻辑判断和自我优化的模糊RBFNN-PID控制算法,实现PID参数在线最优整定。以CPU1214C和KP1500触摸屏为核心,设计啤酒发酵自动控制系统和人机交互界面,Matlab仿真和试验测试结果表明:该控制算法可以提升温度控制系统的稳定性、模型失配鲁棒性和抗干扰能力。     

食品烘干设备温度控制系统设计

为提高食品烘干设备温控系统的精度和自动化水平,基于改进粒子群算法设计一种温度控制方法。对微波烘干设备进行介绍,以STM32单片机作为控制核心同时结合温度传感器、湿度传感器给出系统设计方案。将粒子群优化算法和分数阶PID控制箱结合,设计一种烘干设备温度控制器。粒子群优化算法可实现PID控制器参数的实时调整。另外,通过动态选取惯性权重系数和引入极值扰动算子实现粒子群算法的改机。仿真和试验结果表明,所述控制方法能适应参数多变的复杂系统,温度控制更加稳定,对于提高食物品质具有重要作用。     

粒子群整定模糊PID控制纸机干燥部压力研究

针对高速纸机烘缸蒸汽压力是一个具有惯性、大延迟特性的控制目标,很难建立精确的数学模型的问题,设计了模糊PID控制器,通过模糊推理对PID的参数在线调整,但由于专家经验具有局限性、盲目性以及模糊控制内不确定因子过多,导致控制器效果无法快速达到稳态,因此,加入粒子群算法对量化因子和比例因子先在离线状态下进行迭代优化后,再通过模糊PID控制器在烘缸蒸汽压力控制系统进行仿真应用。仿真结果表明,采用基于粒子群算法优化的模糊PID控制器比传统的PID控制具有较强的鲁棒性和快速响应,具有明显的优越性。