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专利号: 2022100079785
申请人: 兰州理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种矿山充填料浆浓度滑模控制方法,其特征在于,包括:

使用三阶滞后系统对浆料生产搅拌过程进行描述,并将所述三阶滞后系统的滞后部分用惯性环节进行近似,得到料浆生产搅拌过程的数学模型;

将所述数学模型表示为状态空间形式,考虑系统干扰,将所述系统干扰加到控制通道中,得到浆料生产系统的状态方程;所述系统干扰包括匹配干扰和不匹配干扰;

基于所述状态方程,利用改进的指数趋近律设计控制器,得到滑模控制器;

基于所述滑模控制器对生产过程进行控制;提出如下改进的趋近律:S(k+1)‑S(k)=‑qTsS(k)‑ε(1‑e‑|S(k)|)Tssgn(S(k));当系统状态远离滑模面时,e‑|S(k)|很小;当系统状态到达滑模面附近时,e‑|S(k)|接近1,那么ε(1‑e‑|S(k)|)接近0;由此可见,趋近律(11)的切换增益是时变的,其随着|S(k)|的值而变;当系统状态接近滑模面时,振荡幅值趋于零,减小了系统抖振;趋近律在较小系统抖振同时,也减弱了系统的干扰抑制能力,即系统鲁棒性不强;基于不确定系统对干扰进行主动补偿,根据不确定系统,干扰d(k‑1)表示为d(k‑1)=x(k)‑Ax(k‑1)‑bu(k‑1);

由于浆料生产过程是一个慢变系统,生产环境也相对稳定,当采样周期Ts较小时,可以认为d(k‑1)与d(k)变化不大,即有d(k)≈d(k‑1);对系统干扰进行估计后,就可以把系统当作一个确定系统来处理。

2.根据权利要求1所述的矿山充填料浆浓度滑模控制方法,其特征在于,所述数学模型为:

其中,为给水电动阀的动态特性,T1为所述水电动阀的时间常数;为核子浓度计的动态特性,T2为所述核子浓度计的时间常数;为搅拌过程的动态特性,T3为所述搅拌过程的时间常数、τ为常数。

3.根据权利要求1所述的矿山充填料浆浓度滑模控制方法,其特征在于,所述状态空间形式为:其中,y表示系统的输出,为料浆的浓度;C是系统的输出矩阵,且C=[1  0  0  0];