滚筒式沥青砼搅和机计算机监控体系探析

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论文字数:49600 论文编号:sb201211081852244069 日期:2012-11-09 来源:硕博论文网

第一章绪论

1.1课题的国内外背景和研究意义

    滚筒式沥青混凝土搅拌机能在比较低的温度下或在常温下生产出大批量的优质拌合料,而且拌合设备轻便、效率高、经济,已获得广泛的应用。修建沥青混凝土路面需要耗用大量的沥青材料和石料,重复利用旧沥青混凝土具有特殊的现实意义。在沥青混凝土路面维修或改建工程中,一般都是把清除下来的旧沥青混凝土扔掉,没有作到物尽其用。因此,再生和重复利用旧沥青混凝土既经济合理,又为公路生产企业广开了生产门路,也是道路建筑材料的辅助来源。
    旧沥青混凝土加工处理后的重新利用是非常合理的,因为它的质量几乎和新拌制的沥青混凝土一样。沥青混凝土的老化过程主要涉及对象是其中平均含量为6-7%的沥青。再生旧沥青混凝土的主要目的是在技术上能正确地把它作为二次原料使用,即作为修筑路面基层和面层材料的辅助来源。再生所需的附加费用仅取决于旧料加工过程所用的直接费用,材料的价格、采备和运输费用均不需另行开支,重复利用旧沥青混凝土具有重要的经济价值。另外,还可减少仓储面积,改善周围环境条件。利用再生沥青混凝土还可避免使用在原有旧路面上加铺新沥青混凝土修理路面的不合理方法:
    国外(美国、德国、法国、芬兰、前苏联等)对旧沥青混凝土路面的重复利用问题进行了大量研究工作,研制成功了一系列处理旧沥青混凝土路面的机械设备,使旧沥青混凝土路面的再生工艺水平大为提高:国内在研制再生料沥青混凝土搅拌设备,以填补国内空白,缩短与国外水平的差距。

1.2论文的主要研究内容

论文通过分析沥青混凝土搅拌机的生产工艺,将计算机控制系统分为两个相对独立的控制部分—油石比控制系统和料温控制系统。论文分两个部分分别对其进行了研究。在油石比控制系统中采用了新颖的多周期同步法测量频率的方法,并进行了误差分析。在料温控制系统中对控制对象进行了详细的分析,构建了数学模型,研究了传统的P1D串级前馈控制和自适应预测控制在再生料沥青混凝搅拌机控制系统中的应用特点,并进行了系统仿真。论文对再生料沥青混凝土搅拌机计算机测控系统的硬件、软件系统进行研究和设计。
    本论文共分六章:
    第一章介绍了课题的国内外背景和研究意义。
    第二章介绍滚筒式再生料沥青混凝土搅拌机系统体系结构、〔艺流程。以及拌合楼控制系统的硬件组成结构。
    第三章介绍油石比控制的方法,研究了多周期同步法,并进行了误差分析。
    第四章介绍了串级控制、前馈控制、以及自适应控制。研究了滚筒式再生料沥青混凝土搅拌机料温串级控制系统和自适应控制系统的结构。通过仿真说明了自适应控制比传统的控制有更好的效果。
    第五章介绍控制系统的硬件软件系统设计。
    第六章结论,对论文进行了总结,讨论了有待进一步研究的问题。

 

    2.4 控制系统设计............. 12-13
第三章 油石比控制系统............. 13-25
    3.1 油石比控制方............. 13-16
    3.2 沥青重量流量............. 16-17
        3.2.1 沥青流量椭圆齿轮............. 17
        3.2.2 流量计的误差............. 17
    3.3 多周期同步法............. 17-20
    3.4 误差分析............. 20-24
        3.4.1 ±1计数误差............. 21
        3.4.2 时基误差............. 21
        3.4.3 触发误差............. 21-22
        3.4.4 计算误差............. 22
        3.4.5 平均频率和平均周............. 22-24
    3.5 沥青重量测量............. 24-25
第四章 料温控制系统............. 25-40
    4.1 料温控制方............. 25
    4.2 数学模型............. 25-28
    4.3 串级控制系统............. 28-30
        4.3.1 串级控制系统............. 28
        4.3.2 串级控制系统............. 28-29
        4.3.3 串级控制系统的............. 29-30
        4.3.4 串级控制系统的............. 30
    4.4 前馈控制单元............. 30-32
    4.5 料温自适应控制............. 32-36
        4.5.1 基本结构............. 33
        4.5.2 控制原理............. 33-34
        4.5.3 控制系统参数辨............. 34-36
        4.5.4 控制系统调节器............. 36
    4.6 料温控制系统控制仿真............. 36-39
    4.7 仿真结论............. 39-40


总结
    本文介绍了滚筒式再生料沥青混凝土搅拌机的国内外情况,根据生产的工艺流程,提出将控制系统分为相对独立的油石比控制系统和料温控制系统的控制方案。
    研究了油石比的控制方法,由于沥青混凝土成品料的油石比不能直接快速、正确的测量,利用喷洒的沥青量与油石比有一定的函数关系,这就需要解决准确测量沥青流量的关键技术,刁能成功的实现油石比的闭环控制。论文应用新颖的多周期同步法对频率进行沥青流量测量,进行了系统误差分析,确保沥青流量的准确测量。
    在料温控制系统中推导了搅拌机系统的数学模型,根据搅拌机的系统特点,探讨了自适应预测控制算法,并与传统的采用Pm控制器的串级前馈控制进行了对比,做出了仿真曲线并进行了结果分析,仿真结果说明自适应瑟靓明控制具有较好的控制效果。


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