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引言
    超微粉碎作業過程中，粉碎效率、單位能耗與粉碎機驅動電機的工況有關。驅動電機超負荷工作能增加粉碎產量，卻伴隨電機發熱、機件損壞加劇、粉料溫升大、粉碎質量下降等不良效果；驅動電機輕載條件下工作，粉碎質量會有所提高，但存在產量減少、單位能耗增大、經濟效益下降等缺點。驅動電機的最佳工況能使粉碎加工獲得良好的作業質量和經濟效益。粉碎作業的負荷控制傳統上以人工調控喂料量來調節驅動電機工況，這種方法存在反應遲鈍、操作精度低、勞動強度大等問題。開發粉碎機智能負荷控制系統是粉碎作業的迫切需求，要求控制系統應能根據驅動電機的實際負荷與額定負荷的差異情況，自動調節粉碎機喂料量，使驅動電機負荷與額定負荷一致，實現粉碎機經濟、高效、安全地運行。
1、智能負荷控制系統的算法方案選擇
    當前工控領域中流行的控制算法很多，各種算法各有自己的長處和不足，以下就對幾種常用算法進行比較，并根據智能負荷控制系統的特點，確定其中一種算法。
1.1脈寬調制（PWM）控制
    脈寬調制廣泛應用于可控硅功率輸出控制和直流轉速驅動控制，其原理是通過調節控制脈沖的占空比來調節輸出功率或者直流電機轉速，由于行業中喂料系統大量使用變頻調速，因此不利于使用脈寬調制的控制模式。
1.2模糊控制
    模糊控制是一種基于語言型的控制規則，根據系統開發人員的控制經驗或相關專家的知識，設計中無需建立被控對象的精確數學模型，其控制機理和策略易于接受與理解。模糊控制對數學模型難以獲取、動態特性不易掌握或變化顯著的對象適用，適用于多輸入、多輸出的復雜系統。一個模糊控制系統的性能取決于模糊控制器的結構、所受用的模糊規則、合成護理算法以及模糊決策的方法等因素。
1.3 PID控制
    PID控制器是一種線性控制器。它根據給定值與實際輸出值的偏差寫成傳遞函數實現對系統的控制，所以PID控制器的參數整定必須針對某一模型已知、系統參數已知的系統。在工程實際應用中，PID控制器因其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便等優點而成為工業控制的主要技術之一。
    智能負荷控制系統是針對粉碎機負荷控制設計，控制對象是交流變頻調速控制器，被控對象的結構和參數均屬已知。模糊控制器雖有很強的自適應能力，但其結構復雜，數據龐大，不易實現。綜上所述，控制算法方案選擇PID控制。
2、智能負荷控制系統的設計
2.1系統的總體設計
    驅動電機的負荷會隨著原始料性（黏性或干性）或喂料量的不同而發生改變，如前所述，人工負荷調控是采用手工控制粉碎機喂料量來控制驅動電機的負荷。參照人工調控模式，智能負荷控制模型是：驅動電機負荷偏大時，減少物料喂人量一驅動電機負荷下降；負荷過小，則加大物料喂入量一驅動電機負荷增加。智能控制系統通過采集驅動電機的實時負荷，與設定負荷進行比較，判斷驅動電機的工作狀態，運用PID控制算法的結果自動調節物料喂入量，實現驅動電機負荷的自動調節。根據這一功能要求，系統應包含顯示、存儲、數據輸入、負荷采樣、輸出控制等功能模塊，最終確定系統結構如圖l所示。
2.2系統硬件設計
    系統總體設計將系統硬件規劃為5大模塊，硬件設計以經濟和可靠為原則，選擇常用芯片完成硬件設計，具體包含：CPU、A/D采樣模塊、參數設置及存儲模塊、D/A變頻器控制模塊、鍵盤和顯示模塊。
2.2.1A/D采樣模塊
    利用互感器采集粉碎機驅動電機三相電流的變化，并將其轉化為0—5V的直流電平變化，通過A/D轉換芯片模數轉換后，為CPU提供驅電機負荷變化的判別運算依據，同時實現負荷的在線顯示。本系統選用8通道8位芯片AD0809，價格低廉、性能可靠。
2.2.2參數設置及存儲模塊
    在系統調試和參數設置過程中，需修改和保存所設置參數且掉電時數據不丟失，選擇X5045芯片，有4kbit的EEPROM，電可改寫和掉電數據不丟失，滿足額定負載值及PID算法中的Kp、Ti和TD參數的存儲要求，同時還有上電復位和看門狗的功能。
2.2.3D/A輸出變頻器控制模塊
    選擇D/A轉換來實現變頻器電壓轉速控制模式，D/A模塊輸出電平的變化，變頻器的轉速輸出也相應變化。為符合電壓匹配、位數精度足夠的要求，選用12位AD558數模轉換芯片，其工作及輸出電壓可以達到16V以上，滿足變頻器0~10V范圍的控制電壓要求。