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申请/专利权人:中国煤矿机械装备有限责任公司;国能信控互联技术(河北)有限公司
摘要:本发明涉及矿山自动化技术领域,公开了一种矿用全国产化运动控制器的控制方法及系统,收集煤机设备上的多维度传感器实时传送至运动控制器的数据,得到实时数据集合,其中实时数据集合中的数据包括多维度传感器实时监测煤机设备运行状态及周围环境参数;对实时数据集合中的数据进行预处理,得到预处理后的实时数据集合;将预处理后的实时数据集合输入运动预测模型中,通过运动预测模型输出运动控制器的运动轨迹预测值;基于运动轨迹预测值通过粒子群算法搜索最优的参数组合调整运动控制器的运动轨迹参数和动力输出参数,并实时监控煤机设备运行状态,当检测到异常时,立即启动安全保护措施;本发明实现高精度控制,保证设备运行的平滑性与稳定性。
主权项:1.一种矿用全国产化运动控制器的控制方法,其特征在于,所述矿用全国产化运动控制器的控制方法包括以下步骤:收集煤机设备上的多维度传感器实时传送至运动控制器的数据,得到实时数据集合,其中所述实时数据集合中的数据包括多维度传感器实时监测煤机设备运行状态及周围环境参数;对所述实时数据集合中的数据进行预处理,通过数据清洗处理、数据转换处理以及数据聚类处理,完成预处理,得到预处理后的实时数据集合;将预处理后的实时数据集合输入运动预测模型中,通过所述运动预测模型输出运动控制器的运动轨迹预测值,其中所述运动预测模型至少包括图卷积网络、时间特征提取模块、特征融合门控单元、轨迹预测模块和编码解码器;基于所述运动轨迹预测值通过粒子群算法搜索最优的参数组合调整运动控制器的运动轨迹参数和动力输出参数,并实时监控煤机设备运行状态,当检测到异常时,立即启动安全保护措施,其中所述动力输出参数至少包括煤机设备的电机速度、力矩,所述安全保护措施至少包括紧急制动、功率限制;所述将预处理后的实时数据集合输入运动预测模型中,通过所述运动预测模型输出运动控制器的运动轨迹预测值,包括:根据煤机设备工作目标区域的空间结构,构建图的拓扑结构得到邻接矩阵,计算每个煤机设备之间的关联系数得到关联系数矩阵,将所述关联系数矩阵作为运动预测模型中图卷积网络的输入;获取预处理后的实时数据集合,将预处理后的实时数据集合输入到运动预测模型中由时序卷积网络构建并融合注意力机制的时间特征提取模块;将图卷积网络输出的空间特征和时间特征提取模块输出的时间特征输入运动预测模型中特征融合门控单元,生成时空特征向量;将所述时空特征向量输入到运动预测模型中轨迹预测模块,通过由门控循环单元网络构建的编码解码器生成运动轨迹预测值;所述获取预处理后的实时数据集合,将预处理后的实时数据集合输入到运动预测模型中由时序卷积网络构建并融合注意力机制的时间特征提取模块,包括:将预处理后的实时数据集合输入到扩张因果卷积模块中,其中所述扩张因果卷积模块包括扩张因果卷积层、归一化层、激活层、丢弃层;经过所述扩张因果卷积模块卷积后得到第一时序数据,通过softmax函数将所述第一时序数据映射为大小区间在[0,1]的注意力权重系数;将所述注意力权重系数与所述第一时序数据相乘得到第二时序数据,采用一维卷积对所述第二时序数据进行卷积,得到时间特征;将所述时空特征向量输入到运动预测模型中轨迹预测模块,通过由门控循环单元网络构建的编码解码器生成运动轨迹预测值,包括:将所述时空特征向量输入到轨迹预测模块,通过门控循环单元网络的重置门对t时刻的运动状态和上一时刻传递的隐藏状态计算出需要被遗忘的信息量;使用更新门计算需要被传递的信息量,将重置门的输出与上一时刻的隐藏状态相乘并与t时刻的运动状态进行映射,计算候选隐藏状态;将上一时刻传递的隐藏状态与所述候选隐藏状态叠加进行更新记忆,得到t时刻的隐藏状态;对所有时刻进行处理,得到所有时刻的隐藏状态后进行信息编码,在通过解码器生成时间步长的未来位置分布的预测参数,得到运动轨迹预测值。
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