基于卡尔曼滤波的陶瓷配料控制系统

2012年02月22日15:56:57 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

作者：唐德翠，李虎山
（广东技术师范学院自动化系）

摘　　　要：介绍了陶瓷配料控制系统的控制原理以及基于ＡＶＲ单片机的电子秤硬件设计。针对配料系统中干扰多，传统ＰＩＤ控制精度不高、稳定性较差的不足，提出基于卡尔曼滤波的ＰＩＤ控制器设计算法。该算法基于线性较小平方法进行有效递推计算，通过设置卡尔曼滤波器各项参数，可提高系统控制性能，并对加入滤波器前后２种情况下的仿真结果进行对比分析，仿真结果表明，在相同的外部条件下，采用卡尔曼滤波器的ＰＩＤ控制系统优于传统的ＰＩＤ控制
系统，并将该算法应用于陶瓷配料系统中，算法投入前后的实时数据表明，提出算法提高了对象控制精度，稳定了陶瓷地砖的质量，具有较好的应用价值。
关　键　词：陶瓷配料；电子秤；ＰＩＤ控制器；卡尔曼滤波器

引　言：陶瓷配料是陶瓷瓷砖等产品生产过程中的前序环节，陶瓷中各种陶瓷粉料的比例和份量的精确与否，对瓷砖的质量起着非常重要的作用。传统配料控制采用单纯的ＰＩＤ控制模式，虽然可以在一定程度上满足系统的要求，但是其控制精度差，稳定性不高，加上配料控制系统工作环境恶劣，信号中存在大量随机干扰信号，因此，单纯ＰＩＤ控制很难满足目前配料高达０５％的精度要求。卡尔曼滤波器对于系统中存在过程及测量噪声，状态变量受到污染的系统进行有效滤波，加之卡尔曼滤波算法是一种递推算法，特别适用于在计算机上运行。因此，本文提出将卡尔曼滤波用于陶瓷配料控制中，采用基于卡尔曼滤波的ＰＩＤ控制方法实现对配料系统的控制，能够有效减少信号传输过程中干扰信号对系统控制精度的影响，提高系统的控制品质。

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