Разработка алгоритмов управления мехатронными дозаторами

• Автор: Смирнов, Карим Асенович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ГЛАВА 1. МУЛЬТИГОЛОВОЧНЫЕ ДОЗАТОРЫ, ПРИНЦИПЫ

ПОСТРОЕНИЯ, ПРОБЛЕМЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1Л. Анализ производимого оборудования

1.2. Классификация МГД

1.3. Анализ работ, посвященных разработке систем управления МГД

1.4. Исследование влияния свойств пищевых кусковых продуктов на параметры дозирования

1.5. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МГД

2.1. Исследование взаимовлияния характеристик штучной продукции и норм точности дозирования
2.2. Определение характеристик масс готовых доз на выходе из дозатора для различных алгоритмов работы МГД
2.3. Выбор минимального количества головок, необходимого для безтупиковой работы дозатора
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ МГД И ИССЛЕДОВАНИЕ НА ЕЕ БАЗЕ СВОЙСТВ КОМБИНАЦИОННЫХ ВЕСОВЫХ ДОЗАТОРОВ
3.1. Назначение и ограничения модели МГД
3.2. Разработка структурной схемы
3.3. Программная реализация и функции модели МГД
3.4. Проверка достоверности работы компьютерной модели МГД
3.5. Исследование управляющих алгоритмов МГД, на базе компьютерной модели
3.6. Производительность алгоритмов управления
3.7. Влияние параметров МГД на продолжительность безостановочной работы МГД
ГЛАВА 4. МНОГОПОТОЧНЫЙ АЛГОРИТМ ВЫБОРА ДОЗЫ
4.1. Разработка многопоточного алгоритма работы мультиголовочного дозатора
4.2. Описание работы многопоточного алгоритма управления МГД
4.3. Описание многопоточной имитационной модели МГД
4.4. Проверка снижения частоты тупиковых ситуаций в многопоточной модели
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МУЛЬТИГОЛОВОЧНЫХ ДОЗАТОРОВ
5.1. Описание исследуемого МГД
5.2. Условия проведения эксперимента
5.3. Моделирование процесса комбинационного весового дозирования
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Для пищевой промышленности серьезные трудности представляют задачи автоматизации дозирования штучных продуктов при высоких требованиях к точности масс доз. Наибольшую сложность представляет формирование доз крупнокусковых продуктов нерегулярной формы при большом разбросе масс кусков, при нестабильной плотности и при относительно малом числе кусков в каждой дозе. Для фасования подобных продуктов применяются мультиголо-вочные дозаторы (МГД), в которых вводится промежуточный этап: сначала в бункерах накапливаются порции, они взвешиваются, а затем для получения доз по определенным алгоритмам подбираются такие сочетания порций, которые ® дают требуемую точность суммарных масс. С полным основанием такое автоматическое технологическое оборудование должно рассматриваться как меха-тронная система, в которой исполнительные устройства, измерительно-щ информационные системы, человеко-машинные интерфейсы и программное
обеспечение объединены компьютерной управляющей системой. В данной диссертации объектом рассмотрения является автоматический дозатор с программным управлением, реализующий принцип комбинационного весового дозирования, при котором доза продукта набирается по заданному алгоритму из порций, накопленных в нескольких взвешивающих бункерах дозатора.
Данный вид дозаторов может быть применен для дозирования различных # сухих и замороженных продуктов, но наибольшие преимущества проявляются
при дозировании крупнокусковых продуктов и продуктов нерегулярной формы.
К достоинствам МГД относится высокая потенциальная производительность, но, как правило, не достигаемая на практике. Значительное расхождение между теоретической и фактической производительностью, прежде всего, вызвано отказами МГД при возникновении тупиковых ситуаций, когда система управления не способна подобрать из порций дозу продукта с массой в соот-^ ветствии с требованиями нормативов. Надежность функционирования МГД зависит от алгоритма выбора комбинации порций, составляющих дозу, характе-

2.2.2. НАХОЖДЕНИЕ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ПЛОТНОСТИ БОЛЬШЕГО ПО МОДУЛЮ ИЗ И- СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН

х,х>х2
^Х2,Х,<Х2\
Подобным образом:
(¥<() = {Х<()4Х1>Х2)+{Х<()-(Х1<Х2)= = (х, <О• {лг,|> Х2)+(Х2 <()■ (х,<х2)
• •• / / р 1 #1 У/7, 'У>уЧ У.г 1 / __кГ_ /1
# * р)У >]

а) (>0
б) КО
Рис. 2.7. Схема распределения большего по модулю из 2-х чисел.
Функция распределения У При КО:
Г,(0=й(/)гЦг)+в(0 (2.12)
При КО:
= ^№(-0+^(-0^(0-^/№(0 + 5(-0 (2.13)
Рассмотрим симметричный случай КО