卫浩[1]2018年在《自动定量包装秤结构设计及系统研究》文中研究表明随着我国工业自动化步伐加快及包装产品的增加,自动定量包装秤越来越受到人们的重视。当前我国的定量包装称重相对于发达国家要落后很多,面临的主要问题是定量包装称重速度和精确度问题,实现快速精确自动化定量称重是实现工业自动化重要的环节。本文是基于某工厂自动化畜禽饲料包装生产流水线研制的一种新型自动定量包装秤,查阅国内外自动定量包装秤相关文献和根据工厂设计要求,对自动定量包装秤输送系统、夹袋装置、整体结构、气动装置、叁行程双向阀门、控制系统进行详细的设计。创新的使用叁行程双向阀门实现快、中、慢叁种下料方式,在动态快速称重过程中提高了称重的精确度。设计出自动定量包装秤称重系统,并对动态称重系统进行误差分析,该动态称重系统属于非线性称重系统,建立该系统的数学模型,对动态称重系统模型传递函数增加补偿环节,由于该系统的传递函数随着畜禽饲料下落的增加不断地发生变化,因此该补偿环节也是不断地调整零点,从而抵消原动态称重系统模型传递函数的极值点达到误差补偿目的。动态称重系统是自动定量包装秤控制系统的一个子系统,也是最重要的系统。运用相似原理建立动态称重系统模拟型实验,介绍动态称重系统设计原理,建立该系统数学模型,拟出实验方案,购买实验器材,搭建实验平台,连接各元器件之间线路。分别用3000g、4000g、5000g叁种不同重量的畜禽饲料各进行300次重复试验,对300次实验进行等区间划分和各区间次数统计,对于测量值进行数学处理,再用处理后的值与对应的次数进行分析,用Origin8.5软件对测量值数据拟合。
谢明智[2]2008年在《大型海洋平台重量重心测试系统的研究与应用》文中提出海洋平台的重量和重心分布是海洋平台海上安装的重要控制参数,准确的重量和重心位置对选择浮吊和吊索起决定性作用。由于制造过程中因焊接材料、局部修改等因素影响,常使海洋平台重量与设计重量相差较大。且大型海洋平台往往存在柔度大、重量分布不均匀以及支承点跨距较大等特点。因此,对海洋平台称重系统的研究有着重要的工程背景和实践意义。课题的主要任务是对原平台升降系统进行改造,重点是要解决如何提高控制精度和提高安全可靠性。在分析了原有海洋平台升降系统的基础上,针对其存在的缺点和不足之处,利用液压系统对海洋平台进行升降,通过位移传感器在升降过程中进行多点同步协调控制,并通过压力传感器来实现大型海洋平台的精确称重。本文在调研及分析相关资料的基础上,对平台重量及重心测试系统的总体方案进行了设计;对平台升降控制的液压系统进行了设计,主要解决多液压缸系统的同步性,并要保证升降过程中千斤顶不超压;建立了平台称重系统的重量与重心计算的数学模型;研究了平台平衡升降的控制算法,并基于该算法编制了相应的计算机监控程序;对数据采集系统和计算机控制系统的软件、硬件进行了设计,并予以具体实现;对平台重量重心测试系统进行了现场调试及试用。
冯晓伟[3]2008年在《基于模糊控制的大型结构物自动称重系统研究》文中研究表明海洋采油平台的重量和重心分布是平台结构物海上安装过程中重要的控制参数。然而由于平台结构物在制造过程中受到局部修改、临时结构等因素影响,结构物的最终重量与设计重量往往有很大差别,导致重量控制较困难。为了调高海上吊装安全性和科学性,在平台结构物的海上安装之前,很有必要对结构物进行精确称重。因此,对自动称重系统的研究具有重要的实践意义和工程价值。称重系统采用液压缸对平台结构物进行同步顶升,通过压力传感器以及各个腿桩坐标来计算结构物的重量和重心。但是由于液压系统受到一定的死区、延时等不利因素的影响,保证称重过程的同步精度有一定的难度。本文针对自动称重系统对多液压缸同步性能的具体要求,开展对多液压缸的同步控制策略研究,在分析系统对同步性能具体要求的前提下,设计相应的液压系统回路,并建立以“阀控液压缸”为基础的电液比例系统数学模型。并在此模型的基础上引入新型的模糊控制与经典PID相结合的同步控制算法,并分析该算法的有效性。主要研究成果包括:1.根据大型结构物自动称重的具体要求,提出了一种多点协调控制的自动称重精确算法,并详细分析了相应的工作原理;2.结合自动称重系统的对监控系统的具体要求,详细设计了基于PROFI-BUS现场总线的自动称重监控系统;3.以自动称重液压系统的主要环节为基础,建立了以“阀控液压缸”为基础的液压系统数学模型,并通过matlab的simulink工具箱进行仿真,得出系统的控制模型;4.研发了基于模糊逻辑控制理论和常规PID相结合的模糊自适应PID控制算法,以适应多液压缸在载荷不均匀的条件下的同步控制。并通过实验验证该算法的合理性。
罗家佳[4]2007年在《电子定量包装秤动态称重系统及数据处理方法的研究》文中提出电子称重技术是现代称重计量和控制系统工程的重要技术基础。电子定量包装秤是电子称重技术在定量系统中的具体应用。在快速自动称量中如何提高动态称量准确度,一直是企业急需解决的难题。另外,同时实现高称重精度和高称重速度的动态定量称重技术也是计量领域的难题之一。本文研究了数字滤波技术和神经网络及比例—积分—微分(PID)控制技术在电子定量包装秤动态称重系统中的应用。通过数字信号处理,采用数字滤波算法,结合硬件的设计,消除了称重测量信号中的噪音信号,提高了动态测量的精度。同时,基于复合控制的思想,以神经网络PID控制技术为控制核心,协调各种因素,较好地解决了动态称重过程中精度和速度的矛盾,从而使动态称重的精度和速度得到有效提高。本文的主要研究工作:1.综合国内外研究成果,探讨动态称量技术的原理、动态称量技术国内外主要研究现状,以及定量包装秤的发展动态和发展方向。2.分析研究定量包装秤的系统结构和电子定量称重技术的基本原理;同时,研究影响定量包装秤称量精度与称量速度等性能的主要因素,并提出提高称量精度和称量速度的方案,即应用数字滤波技术和神经网络PID控制技术实现高性能的动态称量系统。3.对称重采样信号进行时域分析与频域分析,得到信号的有效分布。研究适合于定量包装秤动态称量系统的数字滤波算法,并用数字滤波算法进行滤波处理。4.根据定量包装秤动态称量系统具体的技术指标,最优化设计了一个FIR滤波器和一个椭圆型IIR滤波器;同时,利用TI C5416 DSP芯片完成了数字滤波器的实现。5.结合定量包装秤动态称量系统的控制特性,利用神经网络和PID控制二者的优点,设计了基于RBF神经网络的PID控制系统。
余涛[5]2010年在《无人值守载货车辆自动称重系统的设计与实现》文中认为载货车辆称重在企业工厂中应用广泛,传统的手工称重记录模式弊病诸多,例如称重流程复杂、效率低下,手动记录称重数据容易出错以及易滋生营私舞弊的行为等。无人值守载货车辆自动称重系统基于RFID识别技术,自动识别载货车辆,触发自动称重流程。称重过程无需人员值守,自动完成车辆登记、识别、称重、入库全流程。自动称重系统解决了传统手动称重的诸多问题,给企业带来了经济上和管理上的双重效益。论文阐述了自动称重系统对于企业应用的价值与意义,研究了基于RFID识别技术的载货车辆自动称重解决方案,最终设计与实现了常州粮食局无人值守载货车辆自动称重系统。论文首先介绍了系统相关技术,包括RFID技术、RFID中间件技术、SOA架构技术和NHibernate技术,详细介绍了其中系统使用的RFID中间件——Lissome。然后针对常州粮食局自动称重系统进行了需求分析、系统总体架构设计和功能模块设计。最后详细介绍了系统各功能模块的设计与实现。论文实现的无人值守载货车辆自动称重系统已经在常州粮食局处于试运行阶段。
伦涛[6]2006年在《称重及位移测量系统的研究》文中认为该文以千斤顶、压力传感器、位移传感器、XY工作台、微机及驱动控制电路等构成的一个多输入多输出的自动称重系统为研究对象,以设计过程为主线,进行深入的分析:1对步进电机和XY工作台进行深入分析,设计出称重平台,通过计算机控制来实现千斤顶的平稳移动,利用C++BULIDER软件设计出电机控制界面,向界面输入电机控制参数值控制各个千斤顶的移动。2设计出控制车厢升降的称重液压系统。3设计称重液压系统电气控制、数据采集系统和计算机控制系统,电气控制作为辅助控制方式,计算机控制作为主控制方式。利用位移传感器检测每一个千斤顶的顶升高度,通过压力传感器检测每一千斤顶的承力状况,工业控制机和固体继电器驱动电路实现自动控制。4在自动称重系统的升降过程中该文讨论了影响同步升降的因素并提出位移同步控制算法,分析了液压系统的升降控制流程和辅助流程。5分析系统重量与重心测量精度的影响因素,建立计算重量和重心误差的数学模型,进行精度分析。用SIMULINK对液压系统的进行动态仿真并通过改变液压元件参数值来优化系统的动态响应,仿真结果表明位移同步算法的正确性和可行性。
张剑一[7]2017年在《动态称重数据处理算法及其在禽蛋和类球形水果分选中的应用研究》文中认为随着世界各国对包括禽蛋、水果在内的农产品质量要求越来越高,全自动农产品品质检测与分级装备已广泛应用于禽蛋和水果的生产和加工行业。重量作为一项重要的等级指标,是衡量禽蛋和水果品质的重要特征和分级的重要依据。随着对设备处理速度和称重精度要求的提高,目前广泛采用的基于滤波去噪和滑动平均的动态称重算法难以获得较高的测量精度,因此研究快速的动态称重数据处理算法对农产品重量分选机的性能提升具有重要的意义。本文结合课题组研发的禽蛋产地商品化处理成套装备和易损伤水果内外品质同步在线检测分级技术与成套装备,研发了圆弧形轨道式禽蛋动态称重装置和自由托盘皮带输送式类球形水果动态称重装置,开发了基于CompactDAQ的便携式数据采集平台的和基于MATLAB的数据采集与处理软件。重点研究了禽蛋和水果称重装置的动态特性和机械振动干扰的性质。以禽蛋和苹果作为研究对象,从滤波去噪和基于模型的重量预测两个方向入手,分别开展了基于非对称截尾均值重量估计方法的禽蛋动态称重算法研究和基于多层神经网络的禽蛋和水果动态称重算法的研究。主要研究内容、结果和结论如下:1.研究了禽蛋和水果动态称重装置的动态特性和振动干扰的性质,主要包括动态称重装置固有频率的测定和研究、空载运行和动态称重过程时的振动干扰的研究,结果如下:(1)动态称重装置固有频率的测定和研究。采用脉冲激励响应法并使用傅里叶变换对动态称重装置的固有频率进行了测定和研究。结果表明:1)本研究所使用的禽蛋动态称重装置具有两个大小分别为72 Hz和118 Hz的固有频率;2)本研究所使用的水果动态称重装置具有一个频率为38 Hz的明显的固有频率,此外频谱图上还显示在34Hz还具有一个不太明显的共振峰,表明水果动态称重装置并不是一个的理想的二阶的系统。(2)动态称重装置空载运行时振动干扰的研究。结果表明:1)禽蛋称重装置采用分离式称重传感器组件安装架可以减少低频振动干扰噪声;2)处理速度并不会影响禽蛋动态称重信号中振动干扰的频率的大小,只影响振动干扰的强度,且叁个速度下的振动干扰的主频均在90 Hz左右;3)水果动态称重装置的运行速度直接影响振动干扰频率的大小和强度。振动干扰有多个共振峰,但是具有明显的主频;4)水果动态称重装置还具有频率在10Hz内低频段的振动干扰,且频率随处理速度的增大而提高和增强。(3)动态称重过程中振动干扰的研究。首先对加速度信号与称重信号的进行时域和频域上的相关性分析,然后通过平滑伪魏格纳-维利分布对设备空载运行时的称重传感器信号和动态称重过程中的加速度信号进行了时频分析。结果表明:1)禽蛋称重装置空载时称重传感器与加速度传感器的时域信号和频域信号均具有极强的相关性;2)水果称重装置空载时称重传感器与加速度传感器的时域信号和频域信号在0.5 m/s和0.9 m/s的运行速度下也具有较强的相关性;3)在0.7 m/s的运行速度下,来自预输送机和后端输送机的振动干扰通过地面与称重传感器的安装座产生了共振引起,使加速度传感器和称重传感器时域和频域信号的相关性减弱;4)禽蛋和水果动态称重空载时的振动干扰是非平稳信号;5)禽蛋和水果动态称重过程中产生的振动干扰也是非平稳信号,且处理速度越高,振动干扰的非平稳程度越高。2.提出了 一种由数字滤波器和非对称截尾均值组成的基于排序的重量估计方法(Sorting based mass estimator,SME),并用网格寻优法对其进行了参数优化,解决了禽蛋在动态称重轨道上无约束滚动时会随机产生难以完全消除的短时高强度的振动干扰对称重精度的影响。结果如下:(1)SME能够显着提高禽蛋动态称重精度,在基于4种数字滤波器的SME中,基于FIR数字滤波器的SME具有最高的称重精度,平均误差平均值均小于0.02 g,最大平均误差平均值为0.2 g,最大平均误差标准差为0.29 g,最大误差标准差为0.47 g,最大测量误差为-0.92 g。(2)相比广泛使用的基于滤波和平均值重量估计的方法(Average based mass estimator,AME),基于SME的4种动态称重数据处理算法的基于误差平均值的总体测量精度提高率分别为92.6%,86.6%,93%和85.7%,而基于误差标准差的总体测量精度提高率分别为42.6%,49.7%,40.8%和 45.1%。(3)SME的处理时间非常短,SME(FIR)的程序执行时间为0.1313ms,SME(IIR)的程序执行时间为0.0572 ms,SME(ALMS)的程序执行时间为2 ms,SME(TVLPF)的程序执行时间为0.849 ms,相比5个每秒下的200 ms的每个禽蛋的称重时间,SME完全满足实时动态称重的速度要求。3.提出将动态称重的重量估计过程转化为基于称重信号统计分布特性的非线性函数拟合过程,构建了两层前馈神经网络MLP的重量预测模型。结果如下:(1)MLP0能够显着提高禽蛋和水果动态称重的精度。1)禽蛋动态称重中,最大检测误差为-1.133 g,误差平均值为0.025 g,标准差为0.276 g。相比于滤波和平均值(均值,中位数,25%截尾均值)重量估计的方法AME,MLP0的基于误差平均值的总体测量精度提高率分别为90.5%,81.8%和85.5%,而基于误差标准差的总体测量精度提高率分别为55.4%,29.2%和39.3%;2)水果动态称重中,测试集样本的误差平均值为-0.126g,误差标准差为1.374 g。相比于AME,MLP0的基于误差平均值的总体测量精度提高率分别为86.1%,89.5%和88.8%,而基于误差标准差的总体测量精度提高率分别为14.3%,36.5%和 29.0%。(2)基于不同处理速度下测试样本的神经网络模型MLP1，MLP2和MLP3同样能够显着提高禽蛋动态称重的精度。通过对比发现,MLP0与MLP1,MLP2和MLP3具有相似的称重精度。因此,基于两层前馈神经网络的动态称重算法可以有效地提高不同测量速度下禽蛋和水果的动态称重精度。
高靖靖[8]2013年在《软带全自动收卷机的设计与研究》文中指出在现代收卷行业中,自动上卷和动态称重是实现收卷自动化的关键和难点。在类比分析收卷行业相关设备原理的基础上,提出采用无缝可胀芯轴卷取及整机双工位操作的设计方案,通过对原有设备的改进完善,最终实现了软带全自动收卷的效果,并完成了自动上卷、收卷、称重、切割、卸料等一系列连贯的操作功能,使整个收卷过程实现自动化操作。本研究首先对收卷设备的整套系统进行了叁维建模和各项运动过程分析,最终确定出整机双工位的设计参数。该方案不仅能够提高收卷效率,而且避免了预埋称重传感器所造成的技术缺陷。同时,在无缝可胀收卷芯轴的设计过程中,通过CAD建模和运动仿真,对内锥面、斜面滑槽、胀瓦运动速度等进行了模拟,避免了多种运动干涉,使设计的机构紧凑,运动灵活可靠,并在此基础上完善了内锥套结构及锥度、斜度参数的优化。通过研究软带上卷的特点,本文提出将挑带辊绕收卷芯轴旋转的方法来实现软带自动缠绕,并对挑带辊运动进行了研究,顺利实现了双工位收卷机自动上卷的功能。此外,本文还设计了切割、卸料等辅助机构来完成对软带收卷的自动化。结合整机结构特点并通过对收卷芯轴的受力分析,决定采用在悬臂式收卷芯轴上安装穿轴式张力传感器的方案来实现在线动态称重。传感器采集到的软带卷筒重量信号经过处理后通过数据采集卡传送到计算机,之后对该测量数据进行分析标定。通过对不同状态采集的信号进行处理分析,并通过测量装置抗干扰、防振动、数据处理等方面减小动态测量的不确定度,从而进一步提高称重系统的精度。
韩连强[9]2018年在《传送带输料自动称重系统设计》文中提出称重配料广泛应用于工业生产中,针对海藻有效成分提取生产线的实际需要,设计开发了一套传送带输料自动称重系统。生产过程中需要的物料储存在高处的储料罐中,传送带在储料罐下方运行,物料的释放由电磁阀控制。当电磁阀打开时,物料下泄,输送带保持运行,以避免物料的堆积,称重仪表动态称取物料的重量,当到达本次指定的重量时,电磁阀关闭,停止下料。为保证称重的准确性,输送带运行与下料过程要配合进行,即输送带运行指定长度停止时,本次下料应结束。此时,进行静态称重,从而获得精确的下料重量,从总重量中减去本次下料量,计算出下一次下料量,这样重复几次,直到下料的总重量达到设定值。本课题的工作主要集中在:(1)介绍了传送带输料自动称重系统的组成和工作原理。整个系统由机械部分、传感器部分和电气仪表叁部分构成。机械部分主要为系统的传动装置和主体架构,有着严格的防爆防护等级;称重传感器通过输出4~20mA DC电流的方式向远程PLC发送实时称重数据;电气仪表包括PLC、触摸屏、叁相步进电机等,在PLC的控制下完成输送带运行、储料罐下料过程。(2)完成了触摸屏、PLC、称重仪表、步进电机及其驱动器的选型,绘制了电气原理图和硬件连接图。进行了PLC的I/O分配,设计了称重传感器称重值的数据转换方式,设置步进电机驱动器参数。(3)设计了PLC控制程序和触摸屏界面。根据实际生产需求,设计了动态运输、静态称重的工作方式,绘制了相应的工作流程。并以此为依据,设计PLC控制程序,包括数据处理、步进电机转速计算、步进电机控制,以及手动方式和自动方式等;触摸屏界面包括参数设置界面、参数显示界面和I/O状态监视界面。该系统在青岛某海藻集团有限公司投入使用已有一年多时间,实际运行表明该控制系统具有称重精度高、效率高和运行平稳等优点,完全满足生产实际要求。
申向春[10]2010年在《网络化运销系统自动称重防作弊关键技术研究与实现》文中指出随着计算机网络的快速发展,网络化系统以其业务流程模块化、具有实时性、快速性、信息共享性、可实现远程控制与分布式管理等优势,广泛应用于工业生产、交通控制、企业经营等国民经济的各个领域。网络化控制与管理系统,在体现网络实时性、快速性、信息共享性等优势的同时,突破了传统系统时间与地域的限制,有效降低了信息收集、数据传输与数据处理的时间,实现了节省资源、提高效率和节能减排的宏观控制目标。远程控制与分布式管理,缩短了跨地域各部门之间的空间距离,使得业务管理与系统维护方便、高效。业务流程模块化,使业务流程更清晰简单、易扩展、运行可靠、稳定性好。网络化系统是计算机科学、网络通信技术和业务关系系统的高度融合,在满足业务系统功能需求的同时,极大了发挥了计算机、网络和通信技术的功能和优势。大量的事实已经证明,网络化系统对行业腾飞、对国民经济的飞速发展具有重要的推动作用。学位论文基于跨地域大型集团公司生产与经营管理中的货物运销业务现状,针对网络化运销自动称重控制与防作弊系统的功能需求,深入研究了运销系统自动称重控制与防作弊关键技术,主要工作包括：概述了网络化系统的发展与现状；阐述了网络化自动称重及防作弊系统的需求和意义；给出了汽车衡与轨道衡称重系统的体系框架与方案设计,详细阐述了汽车衡与轨道衡自动称重数据采集方法、防作弊处理方法、软件实现技术等。网络化运销自动称重与防作弊系统,满足了跨地域大型集团公司生产与销售经营管理中的业务需求,实现了生产与经营管理的实时、准确、高效,避免了各种可能的作弊行为发生,提高了企业生产与经营效益。该系统不仅提高了企业的生产与经营效益,也使得企业领导者能够随时随地及时掌握运销计划执行情况,为领导者的经营决策提供可靠的信息。网络化运销自动称重与防作弊系统对企业的发展、提高企业的核心竞争力具有巨大的促进作用,在国民经济涉及运销经营业务的行业中,具有广泛的应用价值。
参考文献：
[1]. 自动定量包装秤结构设计及系统研究[D]. 卫浩. 南昌航空大学. 2018
[2]. 大型海洋平台重量重心测试系统的研究与应用[D]. 谢明智. 上海交通大学. 2008
[3]. 基于模糊控制的大型结构物自动称重系统研究[D]. 冯晓伟. 天津大学. 2008
[4]. 电子定量包装秤动态称重系统及数据处理方法的研究[D]. 罗家佳. 厦门大学. 2007
[5]. 无人值守载货车辆自动称重系统的设计与实现[D]. 余涛. 北京交通大学. 2010
[6]. 称重及位移测量系统的研究[D]. 伦涛. 吉林大学. 2006
[7]. 动态称重数据处理算法及其在禽蛋和类球形水果分选中的应用研究[D]. 张剑一. 浙江大学. 2017
[8]. 软带全自动收卷机的设计与研究[D]. 高靖靖. 郑州大学. 2013
[9]. 传送带输料自动称重系统设计[D]. 韩连强. 青岛大学. 2018
[10]. 网络化运销系统自动称重防作弊关键技术研究与实现[D]. 申向春. 大连交通大学. 2010
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