【技术实现步骤摘要】
本申请涉及畜牧业的，尤其是涉及一种提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置和控制器。
技术介绍
1、“清洁日粮”是指一种专门为动物饲养而设计的、注重健康、安全和环保的饲料配方。它强调使用无污染、无残留、无有害物质的原料，以确保动物在食用过程中能够获得纯净、营养全面的食物。随着畜牧业的发展，饲料的需求量日益增加。为了降低对环境污染，目前清洁日粮的使用已经成为饲料行业越来越普遍的一种趋势。
2、在清洁日粮的生产中，精确控制物料配料是保证清洁日粮产品质量的关键因素之一。然而，由于颗粒料以及浓缩料的颗粒大小不一致，在定量下料的时候，比较难以精准地把控配料的精度；现有技术的自动配料系统主要采用称重控制方式，通过在料斗下方设置称重传感器，实时监测料斗内物料重量变化，并根据重量信号控制给料装置启停，实现物料定量配料；但是，对于粉状、粒状等浓缩松散物料，在下料过程中由于物料自身的堆积状态和松密程度变化，会导致实际下料速率发生波动。现有的称重反馈控制方式主要通过控制给料装置的启停来调节物料用量，缺乏对下料速率波动的抑制能力，下料速率波动会导致配料精度不足，对此情况有待进一步改善。
技术实现思路
1、为了解决现有的自动配料系统配料精度不足的问题，本申请提供一种提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置和控制器，采用如下的技术方案：
2、第一方面，本申请提供一种提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，包括：
3、粗料斗，用于供应物料；
4、细料斗，设置在所述粗料斗下方
5、比例阀，设置在所述粗料斗与所述细料斗之间，用于控制物料从粗料斗进入细料斗；
6、给料管路，一端与所述细料斗底部连通，另一端连通有收料箱；
7、切断阀，设置在所述给料管路，用于切断物料流；
8、控制器，用于对所述称重传感器的数据进行分析，计算每个周期内的实际下料速率；将所述实际下料速率与预设目标速率进行比较，获取下料速率偏差；
9、根据所述下料速率偏差获取偏差变化率；
10、根据所述下料速率偏差和所述偏差变化率计算比例阀开度调整量和切断阀关闭时间调整量；
11、根据所述比例阀开度调整量和所述切断阀关闭时间调整量，更新所述比例阀开度和所述切断阀关闭时间。
12、通过采用上述技术方案，本申请提供一种提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，在粗料斗和细料斗之间设置比例阀，控制器首先对称重传感器的数据进行分析，计算每个周期内的实际下料速率，并将实际下料速率与预设的目标速率进行比较，获得下料速率偏差；然后计算下料速率偏差相对于上一周期的变化率，即偏差变化率，用于反映下料速率偏差的动态变化趋势；根据下料速率偏差和偏差变化率，通过控制算法计算比例阀开度和切断阀关闭时间的调整量；最后，控制器将调整量与当前的比例阀开度和切断阀关闭时间叠加，更新执行器的控制参数，实现下料速率的闭环控制；本申请综合考虑了下料速率的静态偏差和动态变化趋势；通过引入偏差变化率作为控制变量，可以提前预判下料速率偏差的变化趋势，从而实现更准确的响应，减小系统的超调量和调节时间，提高配料精度。
13、可选的，所述控制器计算比例阀开度调整量和切断阀关闭时间调整量时，具体用于：
14、将所述实际下料速率与预设目标速率进行比较，获取下料速率偏差，其中为下料速率偏差；
15、根据所述下料速率偏差获取偏差变化率，其中，为偏差变化率，为上一周期的下料速率偏差；
16、通过预定公式计算比例阀开度调整量，其中，、和分别为比例、积分和微分增益，为上一周期的偏差变化率；
17、通过预定公式计算切断阀关闭时间调整量。
18、通过采用上述技术方案，本申请通过构建速率偏差的线性组合，引入偏差变化率作为前馈补偿项，利用速率偏差的动态变化信息，引入微分项对系统的未来状态进行预测和补偿，有效提高控制系统的响应速度和抗扰动能力；通过合理设置比例、积分、微分三个增益参数，可以在快速响应和稳定性之间取得平衡，实现更优的控制效果。
19、可选的，所述控制器还用于：
20、获取当前下料周期内的实际累计下料重量；
21、将所述实际累计下料重量与预设目标重量进行比较，得到当前下料周期的重量偏差；
22、若所述当前下料周期的重量偏差小于预设接近阈值，则基于预设降速系数和所述预设目标速率，计算降速后的降速下料速率；
23、根据所述降速下料速率计算所述比例阀开度调整量和所述切断阀关闭时间调整量，并根据所述比例阀开度调整量和所述切断阀关闭时间调整量更新当前下料周期的比例阀开度和切断阀关闭时间；
24、判断当前下料周期的重量偏差是否小于预设停料阈值，若是，则立即关闭比例阀，切断物料流，完成当前下料周期的下料；若否，则继续下料。
25、通过采用上述技术方案，为了避免在接近目标重量时出现超调现象，本申请首先获取当前下料周期内实际累计的下料重量，并将其与预设的目标重量进行比较，得到当前周期的重量偏差；当重量偏差小于预设的接近阈值时，控制器启动降速控制，基于预设的降速系数和目标速率，计算出降速后的下料速率；然后根据降速后的下料速率，计算比例阀开度和切断阀关闭时间的调整量，并更新当前周期的比例阀开度和切断阀关闭时间，使实际下料速率平稳过渡到降速速率；在降速过程中，控制器持续监测重量偏差，一旦重量偏差小于预设的停料阈值，控制器立即关闭比例阀，切断物料流，完成当前周期的下料任务；从而使每个周期的下料重量稳定在目标值附近，有效提升了批次间的一致性。
26、可选的，所述控制器(7)具体通过下式计算第i个周期内的实际下料速率：
27、，其中，为第i个周期内的实际下料速率；和分别为第i个周期起始时刻和结束时刻的细料斗(2)内物料累计重量；为称重传感器(3)的采样周期。
28、通过采用上述技术方案，本申请利用连续两个时刻的称重传感器数据之差，除以两个时刻之间的时间间隔，得到该时间段内物料重量变化的平均速率，作为该周期的实际下料速率，可以滤除由于物料颗粒离散性引起的高频波动，得到更加平滑、可靠的速率估计值。
29、可选的，所述控制器(7)在更新所述比例阀开度和所述切断阀关闭时间之前，还用于：
30、如果，则，其中，为预设的比例阀开度调整量的限幅值，其中，表示第i个周期的比例阀开度调整量；
31、如果，则，其中，为预设的切断阀关闭时间调整量的限幅值，其中，表示第i个周期的切断阀关闭时间调整量；
32、将限幅处理后的比例阀开度调整量和切断阀关闭时间调整量分别加到上一周期的比例阀开度和切断阀关闭时间上，得到当前周期的比例阀开度和切断阀关闭时间；
33、如果，则令；如果，则，其中和分别为比例阀开度的下限和上限；
34、如果，则令；如果，则，其中和分别为切断阀关闭时间的下限和上限。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)计算比例阀开度调整量和切断阀关闭时间调整量时，具体用于：
3.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)还用于：
4.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)具体通过下式计算第i个周期内的实际下料速率：
5.根据权利要求4所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)在更新所述比例阀开度和所述切断阀关闭时间之前，还用于：
6.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述粗料斗(1)和细料斗(2)之间设有旋转布料器(8)，所述旋转布料器(8)包括圆盘底板(81)和若干个沿所述圆盘底板(81)周向均布的隔板(82)，所述隔板(82)将所述圆盘底板(81)划分为多个扇形料仓；所述圆盘底板(81)外缘开设有多个下料孔(83)，所述下
7.根据权利要求6所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述圆盘底板(81)下方设有振动器(9)，所述控制器(7)根据所述实际下料速率，控制所述旋转布料器(8)的转速和所述振动器(9)的振幅及频率。
8.一种提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置的控制器，其特征在于，用于权利要求1-7中任一项所述的物料配料装置，包括：
9.根据权利要求8所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置的控制器，其特征在于，还包括：
10.根据权利要求9所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置的控制器，其特征在于，所述粗料斗(1)和细料斗(2)之间设有旋转布料器(8)，所述旋转布料器(8)包括圆盘底板(81)和若干个沿所述圆盘底板(81)周向均布的隔板(82)，所述隔板(82)将所述圆盘底板(81)划分为多个扇形料仓；所述圆盘底板(81)外缘开设有多个下料孔(83)，所述下料孔(83)与所述细料斗(2)相连通，所述圆盘底板(81)下方设有振动器(9)，所述控制器(7)根据所述实际下料速率，控制所述旋转布料器(8)的转速和所述振动器(9)的振幅及频率，所述控制器还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)计算比例阀开度调整量和切断阀关闭时间调整量时，具体用于：
3.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)还用于：
4.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)具体通过下式计算第i个周期内的实际下料速率：
5.根据权利要求4所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述控制器(7)在更新所述比例阀开度和所述切断阀关闭时间之前，还用于：
6.根据权利要求1所述的提高清洁日粮配料精准度的物料配料装置，其特征在于，所述粗料斗(1)和细料斗(2)之间设有旋转布料器(8)，所述旋转布料器(8)包括圆盘底板(81)和若干个沿所述圆盘底板(81)周向均布的隔板(82)，所述隔板(82)将所述圆盘底板(81)划分为多个扇形料仓；所述圆盘底板(81)外缘开设有多个下料孔(83)，所述下料孔(83)与所述细料斗(2)相连通...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚继明，马现永，张英东，范文君，余苗，崔艺燕，谭复善，杨攀，罗士津，黄承德，张成，
申请(专利权)人：广东旺大集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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