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。
