煙草供料成條機(jī)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)離散化滯后控制研究

張紅亮

(河北白沙煙草有限責(zé)任公司 保定卷煙廠，河北 保定 074200)

0 引言

煙草供料成條機(jī)的功能是將團(tuán)結(jié)在一起、雜亂無(wú)章的煙絲進(jìn)行松散化處理，去除煙草中金屬顆粒、有機(jī)雜質(zhì)、煙草梗以及過(guò)短煙絲，將層層篩選好煙絲劃分為規(guī)定重量的煙絲束，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格扭卷為煙支，再經(jīng)過(guò)包裝銷售供消費(fèi)者使用。煙支是否能夠被市場(chǎng)接受取決于消費(fèi)者滿意程度，而滿意度被煙支質(zhì)量?jī)?yōu)劣左右，去除煙草本身質(zhì)量偏差，影響煙支質(zhì)量最重要的因素就是煙草供料成條步驟。如果煙絲長(zhǎng)度參差不齊，到達(dá)規(guī)定重量煙絲束形成煙支會(huì)不夠均衡蓬松，口感很差，還極易發(fā)生爆口，煙支質(zhì)量差[1]。

機(jī)械制造程度是衡量任意領(lǐng)域的制造業(yè)整體水平和能力的重要標(biāo)志，為提高煙草行業(yè)在國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，優(yōu)化生產(chǎn)效率和煙支質(zhì)量，本文創(chuàng)新性地對(duì)煙草供料成條機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提出煙草供料成條機(jī)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)離散化滯后控制技術(shù)。基于導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)的煙草供料成條機(jī)離散化滯后控制技術(shù)。導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)的集流過(guò)程會(huì)產(chǎn)生一定的阻尼，能夠保證煙草在進(jìn)行松散化過(guò)程中的穩(wěn)定，避免煙支被拋灑出流水線，杜絕浪費(fèi)。設(shè)計(jì)離散化滯后控制算法，通過(guò)放大卷制前煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，精準(zhǔn)控制煙束修剪位置，改善煙草供料成條機(jī)控制過(guò)程的滯后問(wèn)題，最后利用離散化PID技術(shù)控制內(nèi)部機(jī)械振動(dòng)和外界環(huán)境干擾，平衡不同種類煙絲束的密度，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)離散化滯后控制。

1 煙草供料成條機(jī)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

煙草供料成條機(jī)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與機(jī)械制造業(yè)結(jié)合產(chǎn)物，是高穩(wěn)定性和高效率的自動(dòng)卷煙設(shè)備，主要模塊有：機(jī)械動(dòng)力模塊、煙草供給模塊，煙絲煙梗分離模塊、煙支束重量控制模塊、回絲模塊，液壓成型模塊。煙草供料成條機(jī)的組成如圖1所示。

圖1 煙草供料成條機(jī)的導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段的供料成條機(jī)都已經(jīng)形成了相對(duì)完善的體系，結(jié)構(gòu)較為統(tǒng)一[2]，但是各國(guó)產(chǎn)機(jī)型的煙絲松散程度和煙絲束均勻程度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。為此本文拆分煙草供料成條機(jī)結(jié)構(gòu)，深入研究，分析導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)在其中的應(yīng)用價(jià)值和流程[3]，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化成條機(jī)系統(tǒng)模塊提供真實(shí)數(shù)據(jù)，使出產(chǎn)效率和質(zhì)量達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。安裝在煙草供料成條機(jī)的導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 煙草供料成條機(jī)的導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)

如圖2所示，導(dǎo)軌滑塊主要由兩條導(dǎo)軌、一個(gè)滑塊和鋼絲連接構(gòu)成，在成條機(jī)機(jī)械動(dòng)態(tài)力作用下，導(dǎo)軌滑塊的集流會(huì)具有一定的彈性[4]，其振動(dòng)產(chǎn)生的阻尼能夠降低成條機(jī)在煙絲煙梗分離時(shí)的共振幅度[5-7]，提高集流煙絲重量精度。該結(jié)構(gòu)解決了由于傳動(dòng)帶傳輸導(dǎo)致煙絲容易斷折的問(wèn)題，先簡(jiǎn)單地將煙絲團(tuán)進(jìn)行初步松散，隨后借助于導(dǎo)軌滑塊裝置將煙絲按照箭頭指示方向輸入集流管道中[8]，分散的煙絲在垂直向上氣流的作用下，重的煙梗、金屬碎屑等會(huì)被沉淀于下方，優(yōu)質(zhì)且較長(zhǎng)的煙絲有足夠體積被氣流輸送至上方，同時(shí)，集流管道是由具有大量密集網(wǎng)孔的不銹鋼板構(gòu)成，還能進(jìn)一步去除傳統(tǒng)成條機(jī)難以去除的灰塵和細(xì)碎煙絲，使香煙的口感更加醇厚和優(yōu)質(zhì)。

導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)技術(shù)原理如下：個(gè)體在固定空間內(nèi)氣流中進(jìn)行自由運(yùn)動(dòng)，氣流速度為v，假設(shè)能夠靜止在氣流中，那么該個(gè)體的加速度α表示為：

(1)

(2)

進(jìn)一步求出粒子懸浮速度v0，若R=G，那么：

(3)

可求得：

(4)

煙草的漂浮系數(shù)Kq的懸浮速度v0可通過(guò)煙草種類和配比進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于煙絲、煙梗、金屬微粒、其他有機(jī)雜質(zhì)的質(zhì)量、形狀等特征不同，個(gè)體的漂浮性能也不一致，在基于導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)中面對(duì)的空氣阻力也不同，所以利用導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)能夠?qū)熃z和雜質(zhì)很好地分離出來(lái)[9-11]。

2 導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)離散化滯后控制算法設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)處理后的煙絲束，煙絲重量和體積仍不夠均衡，直接成型為卷，一支煙不同位置的松緊程度各不相同，在燃燒過(guò)程中非常容易發(fā)生爆口事故，影響吸煙者口感；且不同煙支間的尺寸偏差過(guò)大，不利于計(jì)量和售賣。為了平衡煙束重量，本文將離散化滯后控制算法分為檢測(cè)-控制-平衡三步驟，通過(guò)氣-液放大重量裝置，憑借放大卷制前煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，控制平準(zhǔn)器進(jìn)行氣-電升降，改變修剪位置，平衡每一支煙的煙絲束密度。煙絲束密度控制流程如圖3所示。

圖3 煙絲束密度控制

2.1 基于超聲波傳感器的卷制前煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)采集

為了精確采集到卷制前煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，需要利用超聲波傳感器采集原始煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，并對(duì)煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)進(jìn)行去噪處理。

超聲測(cè)距技術(shù)是一種方向性好、測(cè)量精度高、可靠性高、抗干擾性好的非接觸式測(cè)量技術(shù)、具有能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)測(cè)量物體物理距離的優(yōu)點(diǎn)。它是一種非接觸式測(cè)量技術(shù)，不會(huì)受到煙絲的表面性質(zhì)及粉塵的影響，尤其適用于在陰暗、多灰、高濕度環(huán)境下生產(chǎn)的制絲現(xiàn)場(chǎng)。采用多個(gè)超聲波傳感器感知導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，因?yàn)閷?dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)的煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)數(shù)據(jù)量較大，因此選用非線性閾值方法對(duì)信號(hào)去噪，該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單且計(jì)算量較小，可以保證信號(hào)中的噪聲被清理干凈。首先小波分解煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，根據(jù)分層對(duì)應(yīng)系數(shù)選取合適的軟硬閾值進(jìn)行處理，這樣的優(yōu)點(diǎn)是可避免因噪聲排除對(duì)信號(hào)的影響，最終在系數(shù)的協(xié)助下對(duì)信號(hào)進(jìn)行逆變換并完成信號(hào)的重構(gòu)序列。

將超聲波傳感器在輸送帶上方垂直安裝，通過(guò)超聲探測(cè)器將一束超聲脈沖信號(hào)發(fā)送至輸送帶上的煙絲，通過(guò)與煙絲表面相接觸，并將此過(guò)程所經(jīng)過(guò)的時(shí)間和已知的超聲傳輸速率相組合，得出測(cè)量的煙草的長(zhǎng)度再將信號(hào)反射回去，利用探測(cè)器接收信號(hào)。通過(guò)超聲波傳感器采集到帶有噪聲的煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)為x(k)：

(5)

式中，N為超聲波傳感器數(shù)量，F(xiàn)j為一束超聲脈沖信號(hào)與煙絲束瞬時(shí)接觸的回彈信號(hào)。

選取煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)適合的去噪小波基函數(shù)，首先小波分解原始煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，提取出煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)對(duì)應(yīng)的尺度與細(xì)節(jié)系數(shù)，則煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)小波分解的表達(dá)式為：

(6)

式中，aj，k為小波分解的尺度系數(shù)，dj，k為小波分解的細(xì)節(jié)系數(shù)，h、g為濾波器，j為小波分解層數(shù)，k為離散點(diǎn)采樣點(diǎn)數(shù)，n為離散點(diǎn)全部數(shù)量。

經(jīng)過(guò)閾值處理的細(xì)節(jié)系數(shù)可以留下真實(shí)有效的細(xì)節(jié)系數(shù)，將煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)中因噪聲出現(xiàn)的假性信號(hào)排除，閾值處理方法包含硬閾值和軟閾值函數(shù)法，其中硬閾值函數(shù)法的表達(dá)式為：

(7)

式中，W(dj，k)為閾值處理后的小波細(xì)節(jié)系數(shù)。

軟閾值函數(shù)表達(dá)式為：

(8)

式中，sgn為符號(hào)函數(shù)，λ為最合理的閾值。

經(jīng)過(guò)軟閾值函數(shù)對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行收縮處理后，即可重構(gòu)出較光滑性的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的屬性選取合適的閾值函數(shù)進(jìn)行處理。

大部分信號(hào)去噪需要預(yù)知信號(hào)以及噪聲相關(guān)的先驗(yàn)知識(shí)作為依據(jù)支撐，但實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，因先驗(yàn)知識(shí)提取較為困難，導(dǎo)致去噪性能下降，因此選用GCV準(zhǔn)則用于選取軟硬閾值，在該準(zhǔn)則下不需要再提取先驗(yàn)知識(shí)即可得到理想的去噪結(jié)果，其中GCV的函數(shù)表達(dá)式為：

(9)

逆變換閾值處理后的小波系數(shù)，即可重構(gòu)去噪后的煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，得到干凈的且無(wú)限接近于原始信號(hào)的煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，其中小波重構(gòu)的計(jì)算公式為：

(10)

根據(jù)上式即可得出去噪后的導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)。

2.2 基于平準(zhǔn)器改變修剪位置

通過(guò)氣-液放大重量裝置，計(jì)算放大后的卷制前煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)為：

(11)

式中，x*(k)為放大處理后的信號(hào)，χ表示氣-液放大重量裝置計(jì)算系數(shù)，x(k)0為采集到的原始信號(hào)最大值。

控制平準(zhǔn)器進(jìn)行氣-電升降，改變修剪位置，平衡每一支煙的煙絲束密度，方程為：

(12)

式中，dt為煙絲修剪長(zhǎng)度，xt為修剪次數(shù)，o表示最優(yōu)修剪位置。

2.3 基于PID技術(shù)的導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)離散化滯后控制

離散化滯后控制作為煙草供料成條機(jī)的前反饋系統(tǒng)，煙絲束重量偏差處在一定范圍內(nèi)能夠正常卷制，煙支產(chǎn)出量高控制系統(tǒng)經(jīng)多次運(yùn)算難免出現(xiàn)邏輯混沌，為優(yōu)化系統(tǒng)細(xì)微偏差，本文使用PID(比例-積分-微分控制)完成技術(shù)實(shí)現(xiàn)離散化滯后控制[12-14]。其中比例用于描述供料成條機(jī)歷史數(shù)據(jù)，積分用于描述現(xiàn)成條機(jī)階段運(yùn)行，去除穩(wěn)態(tài)誤差，微分用于在進(jìn)行預(yù)判的同時(shí)調(diào)整控制量[15]，通過(guò)對(duì)成條機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的3種狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和判斷，從而實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)滯后輸送自動(dòng)化控制。

PID是線性組合控制技術(shù)，通過(guò)對(duì)煙絲束偏差Δxt進(jìn)行比例-積分-微分運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)煙草供料成條機(jī)對(duì)煙絲束密度的離散化控制。

輸入值和輸出值間關(guān)系如下：

(13)

式中，Kp表示比例系數(shù)，Ti表示對(duì)煙絲束偏差Δxt進(jìn)行積分處理的值，u(t)為控制策略，Ki表示積分系數(shù)，Td表示對(duì)煙絲束偏差Δxt進(jìn)行微分處理的值，Kd表示微分系數(shù)，且Kd=KpTd。

考慮到實(shí)際煙草供料成條機(jī)工作過(guò)程會(huì)受到太多內(nèi)部機(jī)械振動(dòng)和外界環(huán)境干擾[16]，系統(tǒng)的確定性和線性特征模糊，直接使用線性PID技術(shù)的控制效果極差，難以滿足正常需求，為此將模糊控制理論和PID結(jié)合，實(shí)現(xiàn)煙草供料成條機(jī)離散化控制[17-19]。離散化模糊PID控制流程如圖4所示。

圖4 離散化模糊PID控制流程

模糊控制器的傳遞函數(shù)形式為：

(14)

其中：Us表示模糊化輸入值和輸出值的關(guān)系，Es表示模糊控制誤差，s表示被控制主體。

通過(guò)離散化模糊PID控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙絲束重量偏差的微小控制，具體步驟為：

(15)

步驟2：確定模糊PID控制策略。將公式(15)中煙絲束偏差偏差輸入到模糊規(guī)則中，得到煙絲束偏差補(bǔ)償模糊子集[20-22]。利用PID控制算法，以煙絲束偏差補(bǔ)償模糊子集、煙絲束偏差偏差模糊量作為輸入量，計(jì)算控制策略：

(16)

式中，u(t)表示煙草供料成條機(jī)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)模糊PID控制策略，K表示模糊PID控制器參數(shù)，e(t)表示PID控制器輸入量，即煙絲束偏差補(bǔ)償模糊子集，δ、Td分別表示積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)，正常情況積分時(shí)間常數(shù)取值范圍為0～1，微分時(shí)間常數(shù)取值范圍為0.5～1.5[23-25]。

步驟3：煙絲束偏差控制。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)PID控制器參數(shù)設(shè)定，將u(t)代入公式(13)，對(duì)煙絲束偏差補(bǔ)償處理，實(shí)現(xiàn)煙絲束偏差的離散化模糊PID控制，解決了控制過(guò)程的滯后問(wèn)題。

3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析

3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

為驗(yàn)證所提技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的效果，進(jìn)行技術(shù)性能測(cè)試。煙絲結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)短是影響煙草供料成條的關(guān)鍵因數(shù)，為此，本文將設(shè)計(jì)的機(jī)器與控制算法下處理好煙絲束再次經(jīng)過(guò)三層篩網(wǎng)進(jìn)行振動(dòng)分離，以整絲率和碎絲率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，明確控制技術(shù)處理的煙草質(zhì)量。煙草原料和煙支規(guī)格如表1所示，篩網(wǎng)規(guī)格如表2所示。且安裝在振動(dòng)分離器上的篩網(wǎng)滿足GB/T5330.2規(guī)定。分別為表1煙草原料和煙支規(guī)格、表2篩網(wǎng)規(guī)格。

表1 煙草原料和煙支規(guī)格

表2 篩網(wǎng)規(guī)格

3.2 機(jī)器性能分析

本文選取超聲波傳感器型號(hào)為PS-400超聲波糾偏傳感器，其利用高頻超聲波直線傳播的原理，能夠檢測(cè)到卷煙絲束邊緣位置，且不受材料透明度的影響。將基于超聲波傳感器的卷煙高度監(jiān)控系統(tǒng)安裝在帶式輸送機(jī)上，并通過(guò)設(shè)置在帶式輸送機(jī)上的速度編碼器，對(duì)其進(jìn)行跟蹤，并將其輸出到控制系統(tǒng)中。最終由控制器對(duì)煙絲的運(yùn)動(dòng)高度和輸送帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行擬合，將超聲傳感器安裝高度、輸送帶上煙絲寬度、不同等級(jí)煙絲的濃度等因素綜合考慮，對(duì)通過(guò)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的帶式輸送機(jī)上的煙束的高度和傳送帶的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了實(shí)時(shí)的測(cè)量，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置將煙絲的瞬時(shí)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并將其傳遞給主機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)煙絲的瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)可視化顯示、儲(chǔ)存及共享。

為測(cè)試用本文方法改造煙草供料成條機(jī)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)離散化滯后控制的效果，采用本文方法對(duì)機(jī)器進(jìn)行改進(jìn)后，獲取控制信號(hào)特征結(jié)果，查看延遲情況，由于篇幅限制，僅隨機(jī)呈現(xiàn)一種控制信號(hào)和正常信號(hào)，用圖5描述。

圖5 機(jī)器改造前后控制信號(hào)情況

分析圖5可知，本文方法下的機(jī)器工作情況良好，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造后，能夠可靠獲取控制信號(hào)信息，并且，清晰呈現(xiàn)不同控制信號(hào)結(jié)果，為控制過(guò)程提供可靠的多態(tài)數(shù)據(jù)依據(jù)。并且，本文方法的一階延遲得到了較好的緩沖，信號(hào)分布均勻，能夠有效改善煙草供料成條機(jī)在控制過(guò)程中的延遲滯后問(wèn)題。分析其原因可知，本文設(shè)計(jì)的離散化滯后控制算法，能夠通過(guò)氣-液信息放大重量裝置，放大卷制前煙絲束瞬時(shí)質(zhì)量信號(hào)，再利用精準(zhǔn)控制平準(zhǔn)器進(jìn)行氣-電升降改變修剪位置，有效改善了煙草供料成條機(jī)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)控制滯后的問(wèn)題。

3.3 應(yīng)用測(cè)試實(shí)驗(yàn)指標(biāo)

1)整絲率：

(17)

其中：TZ表示整絲率，ma、mb表示在a、b篩網(wǎng)上得到的煙絲重量，M表示經(jīng)過(guò)控制技術(shù)處理后煙草總重量，二者單位都是g。

2)碎絲率：

(18)

其中：TS表示碎絲率，mc表示在c篩網(wǎng)上得到的煙絲重量，單位是g。

3.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果分析

將技術(shù)控制下4種不同配比原材料，整絲率和碎絲率和人工分離得到的結(jié)果對(duì)比，如圖6所示，人工分離結(jié)果為設(shè)定的理想輸送控制結(jié)果，再對(duì)比成品的整絲率和碎絲率，圖7所示，成品煙支煙絲指標(biāo)通過(guò)剝離煙紙獲得。

圖6 原材料整絲率和碎絲率對(duì)比

圖7 成品煙支整絲率和碎絲率對(duì)比

由于煙草內(nèi)還存在其他雜質(zhì)，所以整絲率和碎絲率相加結(jié)果不為1。分析圖6、圖7結(jié)果可知，原材料、成品煙支經(jīng)所提控制技術(shù)和人工分離結(jié)果的整絲率和碎絲率值相差較小，所提控制技術(shù)下數(shù)值相對(duì)高。分析器原因在于，在松散化處理過(guò)程中，部分碎絲一直游離于煙草上方，沒有接觸過(guò)下方篩網(wǎng)進(jìn)而掉落。值得注意的是，在期望中成品煙支的整絲率和碎絲率應(yīng)該和人工分離結(jié)果更加貼近，但是從圖6中觀察，二者碎絲量都提高了。

為此分別統(tǒng)計(jì)原材料和成品煙支碎絲長(zhǎng)度，如圖8所示。

圖8中能夠看出，原材料和成品煙支碎絲長(zhǎng)度均處于0.8～1.4 mm之間，沒有過(guò)大差別，但是這部分煙絲應(yīng)該在煙絲松散化階段被剔除。為此，本文進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在煙絲成束過(guò)程中，為保證煙絲束密度，平衡器通過(guò)放大的信號(hào)進(jìn)行上下調(diào)節(jié)切割器，在切割煙絲過(guò)程中，切割器將長(zhǎng)煙絲分為短煙絲，短煙絲變成碎絲，提升了碎絲率。

為進(jìn)一步分析技術(shù)優(yōu)劣，計(jì)算所提技術(shù)控制下碎絲率和空頭率、煙支質(zhì)量的關(guān)系，如圖9所示，用戶能接受的空頭率為1.5%～2.0%內(nèi)。

圖9 碎絲率和空頭率、煙支質(zhì)量的關(guān)系

通過(guò)圖9能夠看出，在技術(shù)控制下碎絲率的范圍在0.04～0.08之間，圖8中的空頭率在1.57～1.68間，煙支質(zhì)量在0.828～0.865 g間，都滿足煙草供料成條要求，證明技術(shù)能夠很好地實(shí)現(xiàn)煙草供料成條的離散化滯后控制。分析其原因可得，所提方法利用離散化模糊PID技術(shù)，根據(jù)模糊度推斷獲取模糊度的集合，模糊化外界環(huán)境干擾以及內(nèi)部機(jī)械振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)離散化滯后控制，準(zhǔn)確控制碎絲率和空頭率滿足煙草供料成條要求，提升了煙支質(zhì)量。

所提方法有效解決了煙草供料成條機(jī)控制過(guò)程的延遲滯后問(wèn)題，可同時(shí)滿足不同種類煙草供料的成條需求，提升了煙草供料成條機(jī)卷制煙支質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

為降低煙支空頭率，提升用戶的使用感，本文設(shè)計(jì)煙草供料成條機(jī)導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)的離散化滯后控制技術(shù)，利用導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)煙草供料成條機(jī)控制穩(wěn)定性，并放大瞬時(shí)煙絲束密度信號(hào)值，通過(guò)平準(zhǔn)器控制切割器，實(shí)時(shí)調(diào)整切割位置，減少控制滯后情況，最后將模糊控制與PID技術(shù)結(jié)合，利用比例-積分-微分動(dòng)態(tài)調(diào)整輸送物料量和速度，實(shí)現(xiàn)離散化滯后控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提技術(shù)的碎絲率和空頭率均滿足煙草供料成條要求，能夠提高煙支質(zhì)量，減少煙支不同位置煙絲松緊程度不一問(wèn)題。