【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压片机，更具体地说，涉及一种压片机动态调节冲头压力的方法及系统。
技术介绍
1、压片机，是一种将颗粒或粉状物料置于模孔内，由冲头压制成片剂的机器。压片机的适用范围非常广泛，不仅局限于制药工业的片剂工艺研究，还可以用于压制保健食品、兽药片剂、化工片剂以及食品片剂。高速旋转式压片机主要由上冲、中模和下冲三部分组成，这些部分连为一体，周围均匀排列着40到70付冲模，这些冲模分布在转盘的边缘。上下冲杆的尾部嵌入固定的曲线导轨中，当转盘旋转时，上下冲杆沿着曲线导轨作升降运动，从而实现压片的目的。在现有技术中，压片机在生产片剂之前通常需要进行预压测试，以确定合适的压力参数，然后再开始正式生产。冲头压力的调节通常依赖于人工设定固定参数。然而，在生产过程中，如果压力超过预设范围，就需要停机进行人工干预。这种方法难以应对生产条件的变化，导致预压调整耗时耗力。当压制过程中片剂质量不稳定时，还需停工重新调节每个冲头的高度以调整压力。
2、针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号cn202010785028.6，公开日为2020年11月6日，该专利公开了一种压片机冲头压力的控制方法、装置、存储介质及电子设备。其中，压片机冲头压力的控制方法，包括：获取压片机各冲位的冲头压力信号，并检测所述压片机在各所述冲位是否完成踢除废片的动作；若一冲位的冲头压力信号的有效数据处于预设合理范围内，且在该冲位完成了踢除废片的动作，则认为所述压片机在该冲位发生了错误；实时统计所述压片机于各所述冲位发生错误的情况，若冲位连续发生错误的次数达到
3、又如中国专利申请号cn202410872948.x，公开日为2024年7月26日，该专利公开了一种压力机多点偏心驱动机构的载荷校正方法，该载荷校正方法可在高速压力机使用时实时检测多点偏心驱动机构中的每个冲压点的载荷，当某个冲压点的载荷超限时，可自动停机并提醒工作人员，且可对每个冲压点单独进行载荷调整，使得多点偏心驱动机构的所有冲压点的载荷保持一致，保证高速压力机始终处于合理、安全的使用条件。该专利的不足之处在于：检测过程繁琐，成本高。
技术实现思路
1、1、要解决的问题
2、针对现有压力调节依赖人工耗时长且压制效果差的问题，本专利技术提供一种压片机动态调节冲头压力的方法及系统。本专利技术的方法通过构建冲头压力的动态响应模型为后续的pid算法提供依据，利用pid算法动态调整p、i、d参数以实现对冲头压力的精准控制，操作简单，无需繁琐的程序便可实现高效率以及高精准的冲头压力的动态调节，且保证稳定性和片剂质量的一致性；本专利技术的系统结构组成简单，且能够实现自动调节冲头压力使其能够稳定保持在预设压力值内。
3、2、技术方案
4、为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
5、一种压片机动态调节冲头压力的方法，包括如下步骤：
6、s1：建立压片机中冲头压力的动态响应模型，并且根据所述动态响应模型确定闭环周期参数、比例参数、积分参数和微分参数；所述动态响应模型为：
7、
8、其中，k为系统增益，τ为时间常数，ζ为阻尼比，s为拉普拉斯变换中的复频率变量；
9、s2：实时获取冲头压力数据，计算冲力压头的实际压力与目标压力之间的误差，将误差输入至pid算法中得到控制信号；
10、s3：根据pid算法输出的控制信号对冲头进行调节，所述调节包括调节冲头的高度和/或冲头的压力。
11、更进一步的，所述步骤s1中动态响应模型的建立包括如下步骤：
12、s11：数据采集与预处理：实时采集冲头压力数据并对冲头压力数据进行去噪和去除异常值操作；
13、s12：获取压力响应数据：通过设定不同的激励信号，获取每个激励信号在设定时间内的压力变化数据；
14、s13：根据压力变化数据得到动态响应模型，并通过参数辨识得到动态响应模型中参数的具体取值；
15、s14：根据动态响应模型确定闭环周期参数、比例参数、积分参数和微分参数，构建pid算法。
16、更进一步的，所述步骤s13之后还包括对动态响应模型进行仿真验证：将动态响应模型输入至仿真环境中，使用未参与动态响应模型构建的数据对动态响应模型进行验证，对比动态响应模型的输出与实际输出的差异，若低于或等于阈值则不对动态响应模型进行调整；若高于阈值则对动态响应模型进行调整。
17、更进一步的，所述步骤s13中采用最小二乘法进行获取动态响应模型中参数k、τ、ζ的取值。
18、更进一步的，所述步骤s12中激励信号为冲头的压力目标值；且设定时间为4～6s。
19、一种采用如上述任一项、所述的压片机动态调节冲头压力的方法的系统，包括：
20、压力传感器：用于采集冲头压力数据；
21、pid控制器：用于计算冲力压头的实际压力与目标压力之间的误差，并输出控制信号；
22、执行机构：用于根据pid控制器输出的控制信号调节冲头的高度和/或压力。
23、3、有益效果
24、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
25、(1)本专利技术通过建立冲头压力的动态响应模型，通过动态响应模型实时反映压力随时间的变化规律以及压力与pid算法之间的关系，实现为pid算法中的初始参数提供依据，使其在能够更准确以及更高效的预测和响应冲头压力的变化，从而实现对冲头压力的精确调节，确保冲头压力在加工过程中的稳定性和一致性，最终提高产品的加工精度和表面质量；并且还可以根据不同的控制要求进行调整和优化，增加了整个方法的适应性；整个方法操作简单，无需繁琐的程序便可实现高效率以及高精准的冲头压力的动态调节；
26、(2)本专利技术在动态响应模型的建立过程中通过设定不同的激励信号能够激发系统的动态特性，能够更为准确的描述动态响应过程；并且不同的激励信号可以模拟不同的工况条件，以使得构建的动态响应模型能够适应不同的应用场景，提高其泛化能力；同时通过参数辨识得到动态响应模型中参数取值，参数辨识能够基于实验数据和理论模型来确定模型的参数值，使得模型计算得到的数值结果能够最好地拟合测试数据，有效保证模型建立的准确性，从而保证整个过程的精度；
27、(3)本专利技术在构建动态响应模型之后还包括对构建的动态响应模型进行仿真验证，仿真验证能够实现在较短的时间内对该动态响应模型进行多次验证，从而提高工作效率；并且仿真验证能够直观可视化，便于工作人员直观了解和分析该动态响应模型的特性；整个验证方式具备高效、安全、灵活、可重复和可视化等多重优点；
28、(4)本专利技术的动态调节冲头压力的系统组成简单，通过在生产过程中实时采集压力数据，并与预设值进行比对，一旦发现压力值偏离预设范围，系统会自动调节冲头本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：所述步骤S1中动态响应模型的建立包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：所述步骤S13之后还包括对动态响应模型进行仿真验证：将动态响应模型输入至仿真环境中，使用未参与动态响应模型构建的数据对动态响应模型进行验证，对比动态响应模型的输出与实际输出的差异，若低于或等于阈值则不对动态响应模型进行调整；若高于阈值则对动态响应模型进行调整。
4.根据权利要求2或3所述的一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：所述步骤S13中采用最小二乘法进行获取动态响应模型中参数K、τ、ζ的取值。
5.根据权利要求2所述的一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：所述步骤S12中激励信号为冲头的压力目标值；且设定时间为4～6s。
6.一种采用如权利要求1至5任一项权利要求所述的压片机动态调节冲头压力的方法的系统，其特征在于：包括：
【技术特征摘要】
1.一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：所述步骤s1中动态响应模型的建立包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种压片机动态调节冲头压力的方法，其特征在于：所述步骤s13之后还包括对动态响应模型进行仿真验证：将动态响应模型输入至仿真环境中，使用未参与动态响应模型构建的数据对动态响应模型进行验证，对比动态响应模型的输出与实际输出的差异，若低于或等于阈值则不对动态...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟崴，王川，郑晓生，徐如，伍焕燕，
申请(专利权)人：上海海得自动化控制软件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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