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电阻应变片粘贴机器人及图像处理方法和注胶量控制方法公开 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及电阻应变片技术领域,特别是电阻应变片粘贴机器人及图像处理方法和注胶量控制方法。

相关背景技术

[0002] 起重机是一种广泛应用于工业和民用领域的重要搬用设备,其安全性和可靠性直接关系到人们的生命财产安全。为了保证起重机的正常运行,需要定期对其进行应力测试,以检测其起重机金属结构是否存在局部应力集中、结构强度是否满足设计要求等问题。目前,应力测试的主要方法是使用电阻应变片(以下简称:应变片)来测量起重机结构的应变和应力。应变片是一种用于测量结构物变形和应力的传感器,其原理是利用电阻应变效应,即当材料受到外力作用而发生形变时,其电阻值也会随之改变。通过测量电阻值的变化,就可以计算出材料的应变和应力。然而,应变片的粘贴过程是一项非常繁琐和耗时的工作,需要人工进行粗磨、精磨、注胶、贴片等操作,并且要求操作者具有一定的技术水平和经验。更为重要的是,由于起重机结构的复杂性和多样性,在起重机进行应力测试的过程中,有些应变片需要的粘贴部位为人员无法到达的部位,或是存在安全风险极高的部位,这为起重机结构应力测试带来极大困难,因此需要开发在起重机箱型梁结构上实现平面间翻转的贴片机器人。

具体实施方式

[0070] 下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0071] 如图1‑图10所示,本发明提供了电阻应变片粘贴机器人的第一个实施例,包括本体1以及设置在本体1底部的行走机构2,通过行走机构2能够带动本体1移动;所述本体1的前侧面设置有照明灯3和摄像头4,照明灯3用于照明,摄像头4用于查看前方视野。所述本体1的后方设置有四个安装块5,所述安装块5的下方设置有安装底板6,所述安装底板6由位置调节机构调节位置,所述位置调节机构包括平移组件7以及升降组件8,通过平移组件7能够对安装底板6的左右位置进行调节,通过升降组件8能够对安装底板6的上下位置进行调节。
[0072] 四个安装底板6上分别安装粗磨机构9、精磨机构10、注胶机构11以及贴片机构12;四个安装底板6分别为粗磨底板、精磨底板、注胶底板以及贴片底板;通过粗磨机构9先对贴片位置进行粗磨,再通过精磨机构10对粗磨后的贴片位置进行精磨,随后通过注胶机构11对贴片位置进行注胶,最后通过贴片机构12对注胶后的贴片位置进行贴片。
[0073] 粗磨机构9,包括粗磨底板,所述粗磨底板的后端固定有粗磨电机91,所述粗磨电机91的输出轴上固定有钻夹头92,所述钻夹头92的型号可以是1‑16B18,但不仅限于此,所述钻夹头92上夹持固定有粗磨头93,所述粗磨头93可以采用T型平面砂轮,直径20mm,目数120#,但不仅限于此;通过粗磨电机91能够带动钻夹头92转动,从而能够带动粗磨头93转动对贴片位置进行粗磨,通过钻夹头92能够对粗磨头93进行夹持,从而能够便于对粗磨头93进行拆装。
[0074] 精磨机构10,包括精磨底板,所述精磨底板的后端固定有精磨电机101,所述精磨电机101可以采用空心杯电机,所述精磨电机101的输出轴上固定有精磨头102,所述精磨头102可以采用T型可粘贴磨头,配套砂纸400#目,但不仅限于此;通过精磨电机101能够带动精磨头102转动,从而能够对贴片位置进行精磨。
[0075] 或者,精磨底板的后端固定有气动喷砂枪,所述气动喷砂枪的型号可以为岩克W71,但不仅限于此,气动喷砂枪利用压缩空气将磨料高速喷射到贴片位置,实现更彻底的除锈、去污和粗糙化处理。
[0076] 注胶机构11,包括注胶底板,所述注胶底板的后端顶部固定有第一电动推杆111,后端底部固定有注胶管112,所述第一电动推杆111的推杆穿透注胶底板并与注胶管112内的注胶杆固定连接;在注胶管112的底部安装注胶针头,通过第一电动推杆111带动注胶杆向下移动对注胶管112内的胶水挤压,使得胶水从注胶针头喷出对贴片位置进行注胶。
[0077] 贴片机构12,包括贴片底板,所述贴片底板的后端顶部固定有第二电动推杆121,后端底部固定有贴片针筒122,所述贴片针筒122内设置有贴片塞子123,所述第二电动推杆121的推杆穿透贴片底板并与贴片塞子123固定连接;所述贴片针筒122的内壁下端具有用于放置贴片的放置槽124。通过第二电动推杆121带动贴片塞子123向下移动,在贴片塞子
123向下移动的过程中,能够将放置槽124上的贴片向下挤压脱离放置槽124,进而将贴片贴在贴片位置上。
[0078] 所述平移组件7包括固定在本体1内的第一电机71,所述第一电机71的输出轴上固定有第一主动齿轮72,所述第一主动齿轮72与第一从动齿轮73啮合,所述第一从动齿轮73上固定有螺杆74,所述螺杆74的前端经轴承座75固定在本体1的内底部,后端与一滑块76的右端螺纹连接;所述滑块76的左端套设在第一导向杆77上,所述第一导向杆77的后端固定在本体1的后侧内壁上,前端固定在一安装箱81上;
[0079] 所述滑块76上开设有四个斜槽78,所述斜槽78内穿设有定位销79,所述定位销79的下端与安装块5固定连接;四个安装块5套设在两个第二导向杆710上,所述第二导向杆710的左右两端分别与本体1的左右内壁固定连接。
[0080] 通过第一电机71带动第一主动齿轮72转动,从而能够带动第一从动齿轮73转动,从而能够带动螺杆74转动,从而能够带动滑块76前后移动,从而能够带动定位销79在斜槽78内滑动,从而能够带动安装块5左右移动,从而能够带动安装底板6左右移动,进而能够带动粗磨机构9、精磨机构10、注胶机构11以及贴片机构12左右移动。
[0081] 所述升降组件8包括设置在安装箱81内的齿条82,所述齿条82与第二主动齿轮83啮合,所述第二主动齿轮83由第二电机813驱动;所述齿条82的前后两侧面均固定有一导向块84,所述导向块84套设在第三导向杆85上,所述第三导向杆85的左端固定在安装箱81的左侧内壁上,右端穿设在一滑动盒86内;导向块84与第三导向杆85配合,能够在齿条82左右移动时起到限位导向的作用。
[0082] 所述齿条82的右侧面经一连接柱88与滑动盒86的左侧面固定连接;所述滑动盒86内设置有一L形板89,所述滑动盒86的顶部和底部均开设有滑槽87,所述L形板89的竖板上下两端分别穿过上下两个滑槽87,所述安装底板6的前端具有让L形板89的横板下压的弯折板;
[0083] 所述L形板89上位于所述滑动盒86内固定有导向柱810,所述滑动盒86的前后内壁均开设有S形槽811,所述安装箱81的前后内壁均开设有竖槽812,所述导向柱810的前后两端均穿过S形槽811以及竖槽812。
[0084] 通过第二电机813带动第二主动齿轮83转动,从而能够带动齿条82左右移动,从而能够带动滑动盒86左右移动,当滑动盒86左右移动时,由于竖槽812以及S形槽811的作用,使得导向柱810上下移动,从而能够带动L形板89上下移动。当L形板89向下移动时,带动L形板89的横板向下移动对安装底板6的弯折板下压,进而能够带动安装底板6向下移动,进而能够带动粗磨机构9、精磨机构10、注胶机构11以及贴片机构12向下移动。
[0085] 所述安装块5的上方设置有移动柱,所述移动柱的上端固定有第一上挡板13,下端依次穿透安装块5以及安装底板6并固定有第一下挡板14;所述移动柱上具有第一弹簧15。当L形板89的横板向下移动对安装底板6的弯折板下压,使得安装底板6向下移动时,同时能够带动移动柱向下移动,此时第一弹簧15压缩,当L形板89向上移动时,由于第一弹簧15的压缩弹力,使得带动移动柱向上移动,进而带动安装底板6向上移动进行复位。第一上挡板
13能够防止移动柱向下移动时完全脱离安装块5,第一下挡板14能够防止移动柱向上移动时完全脱离安装块5。
[0086] 所述行走机构2包括固定在本体1底部后端的后支架28,所述后支架28的左右两侧面均固定有后轮护板16,所述后轮护板16的内侧设置有后轮17,所述后轮17由第一减速电机18驱动;
[0087] 所述本体1底部的前端经连接架19连接有前支架20,所述前支架20的左右两侧面均固定有前轮护板21,所述前轮护板21的内侧设置有前轮22,所述前轮22由第二减速电机驱动。
[0088] 通过第一减速电机18能够带动后轮17转动,通过第二减速电机能够带动前轮22,从而能够带动本体1移动。由于两个前轮22和两个后轮17分别由各自对应的减速电机驱动,使得当本体1需要转向时,只需调整一侧的前轮22和后轮17的速度与另一侧的前轮22和后轮17的转速不相同,就能够实现本体1的转向。
[0089] 本实施例的工作原理:行走机构2带动本体1移动到贴片位置时,通过平移组件7带动粗磨机构9移动到贴片位置的正上方,升降组件8的L形板89横板移动到粗磨机构9的粗磨底板的弯折板正上方,然后向下压,从而带动粗磨底板向下移动,待粗磨底板移动到贴片位置时,通过粗磨机构9对贴片位置进行粗磨,待粗磨完成后,重复上述步骤,通过精磨机构10、注胶机构11以及贴片机构12依次对贴片位置进行精磨、注胶和贴片。
[0090] 在第一个实施例的基础上,本发明提供了电阻应变片粘贴机器人的第二个实施例,所述注胶底板的底部还设置有热风管113,热风管113内设置电热丝,将热风管113与送风装置连接,能够吹出热风,对贴片位置和胶水进行预热处理,有效解决了低温环境下胶水粘不住的问题。
[0091] 在第二个实施例的基础上,本发明提供了电阻应变片粘贴机器人的第三个实施例,所述前支架20的顶部四角均固定有伸缩柱23,所述伸缩柱23的上端穿透本体1的底部并固定有第二上挡板24;所述伸缩柱23上具有第二弹簧25;所述连接架19的材质为弹性体材质,可以为TPU材质,但不仅限于此。当机器人的前轮22遇到轨道或障碍物时,通过前支架20向上移动,从而能够带动伸缩柱23向上移动,使得第二弹簧25压缩,当翻越轨道或障碍物后,由于第二弹簧25的压缩弹力,使得伸缩柱23和前支架20向下移动进行复位;由于连接架19的材质为弹性体材质,所以在前支架20向上移动时能够产生形变。第二上挡板24能够防止伸缩柱23向下移动时完全脱离本体1。
[0092] 在第二或第三个实施例的基础上,本发明提供了电阻应变片粘贴机器人的第四个实施例,所述前轮22和后轮17均为磁力轮,使机器人能够在铁磁性材质表面上稳定爬行,不仅提高了机器人的移动稳定性和灵活性,还允许机器人在倒置或倾斜状态下进行可靠操作。
[0093] 如图11‑图13所示,所述前支架20的底面201与后支架28的底面281高度均相同,因此将前支架20的底面201高度(或者后支架28的底面281高度)视为机器人的底盘高度,机器人的底盘高度与轴距(即前轮和后轮的轴心距)比不小于5:6,使得机器人能够成功翻越直角面,即机器人能够从竖直面成功翻越到水平面,或者从水平面成功翻越到竖直面。
[0094] 如图12所示,在本实施例中,前轮和后轮的高度与机器人的底盘高度相同,因此将前轮或后轮的高度视为底盘的高度,在直角翻越时,底盘与平面角度为45°;
[0095] 已知轮径为80mm,底盘高度:2*OA=80mm,
[0096] 轴距应小于:2*AB=2*tan‑1∠OBA=2*tan‑122.5°=96mm,
[0097] 80mm:96mm=5:6;
[0098] 因此,底盘与轴距比不小于5:6。
[0099] 在第二到第四任一个实施例的基础上,本发明提供了电阻应变片粘贴机器人的第五个实施例,所述后支架28的下方中部设置有磁吸盘26,所述磁吸盘26由第三电动推杆27驱动。通过第三电动推杆27能够带动磁吸盘26上下移动,根据工作需要伸出或缩回电磁铁。在粗磨、精磨等作业过程中,磁吸盘26伸出并吸附在金属结构上,利用磁力抵消打磨时产生的反作用力,避免机器人因受力不均而坠落。作业完成后,磁吸盘26缩回,不影响机器人的移动和定位。
[0100] 如图14所示,本发明还提供了电阻应变片粘贴机器人的图像处理方法,通过摄像头采集图像,方法如下:
[0101] (1)图像的剪裁压缩:图像分辨率为188列×120行,为提升处理速度和前瞻性视野,仅截取前60行图像;同时,对每行图像数据进行非均匀压缩处理,最终生成120×60的图像作为路径信息图;
[0102] (2)动态阈值分割图像:将图像分为上下两部分,分别计算平均阈值,并根据公式(1)调整阈值;
[0103]
[0104] 其中,DTMOS为OTSU算法计算的全局阈值,j为图像行数,k为阴影区分行,C为常数;对求得的最适阈值进行图像分割,可获得差异显著的二值化图像;
[0105] (3)行进路线规划:以图像的第二行为基准行,逐行向上遍历至图像最顶行;在每行扫描中,采用缩列技术,即隔一列进行扫描,以减少数据处理量并提升处理速度;
[0106] 从上向下遍历底部边线,当正常寻找到满足条件的边界时,利用图像中上下边界的连续性及趋势变化,优化下一行的边界搜索;下一行的边界搜索范围会基于上一行的中线信息center_line[i‑1]来确定,如公式(2)所示;
[0107] line_part[i]=[center_line[i‑1]‑C1,center_line[i‑1]]     (2)[0108] C1是一个需要根据摄像头安装位置实际调节的参数,line_part[i]是第i行的边界位置,即这一行黑白跳变点的位置;
[0109] 若当前行像素点全白,则直接根据公式(3)确定边界范围;
[0110] line_part[i]=[1,1+C2]     (3)
[0111] C2是一个需要根据摄像头安装位置实际调节的参数,即该边界在初始位置;
[0112] 若当前行像素点全黑,需进一步判断当前行的上一行中点处像素值;若上一行中点为黑,边界范围由公式(4)给出;
[0113] line_part[i]=[Width/2‑C3,Width/2‑C4]     (4)
[0114] 其中width为裁剪后图像宽度,C3、C4为根据实际情况确定的常数;
[0115] 若上一行中点为白,边界范围由公式(5)给出,C5为根据实际情况确定的常数;
[0116] line_part[i]=[1,Width/2‑C5]     (5)
[0117] (4)边界和中线的拟合处理:在记录中线、左线、及右线位置的基础上,每行的信息被存储在数组中,具体如公式(6)所阐述,其中center_line[i]表征当前第i行的中线所位于的列,top_line[i]表征当前第i行的顶线所位于的列,而bottom_line[i]则表征当前第i行的底线所位于的列。
[0118]
[0119] 同时,在记录中线位置的过程中,还记录了每一行的向前可行进的距离宽度weight[i],其计算方式如公式(7)所示;
[0120]
[0121] 依据行weight[i]值的是否接近于0,来判断前方是否障碍物或悬空。
[0122] 下面结合一具体实施例对本方法做进一步的说明:
[0123] 视觉实现边缘与环境检测方法:
[0124] 贴片机器人设计有高效的图像处理算法,专门用于识别金属结构边缘,以防碰壁或走空坠落。该算法能精准保留边缘信息,剔除冗杂数据,并通过二值化处理简化图像,提升识别精度与效率。摄像头捕捉边缘信息,利用灰度值差异进行精确识别。基于优化图像,机器人执行边缘检测,确保在复杂环境中稳定作业,有效避免碰壁或坠落风险。
[0125] (1)原始图像的剪裁压缩:针对图像数据量庞大的问题,采取剪裁与压缩策略以优化处理效率。原始灰度图像分辨率为188列×120行,为提升处理速度和前瞻性视野,仅截取前60行图像。同时,对每行图像数据进行非均匀压缩处理,最终生成120×60的图像作为路径信息图。此处理方法在确保关键信息不丢失的前提下,显著减少数据量,提高处理器处理速度,并增强预判性,有效防止机器人碰壁或走空坠落。
[0126] (2)动态阈值分割图像:在贴片机器人视觉处理中,二值化处理的关键在于阈值设定。为解决环境光线变化导致的阈值不稳定问题,采用OTSU动态阈值分割算法。然而,机械结构和摄像头位置固定后,图像下半部分易受前端阴影影响,导致阈值降低。为解决此问题,通过大量实验,提出改进方法:将图像分为上下两部分,分别计算平均阈值,并根据公式(1)调整阈值。
[0127]
[0128] 其中,DTMOS为OTSU算法计算的全局阈值,j为图像行数,k为阴影区分行,C为常数(本系统设定C=20)。利用此方法求得的最适阈值进行图像分割,可获得差异显著的二值化图像,有效提升了贴片机器人在复杂环境中的识别能力。
[0129] (3)行进路线规划:以图像的第二行(从下到上数)为基准行,逐行向上遍历至图像最顶行。在每行扫描中,采用缩列技术,即隔一列进行扫描,以减少数据处理量并提升处理速度。
[0130] 针对一般行进路线边缘的识别,提出了如上图所示的基本流程图,并设计了多种情况的处理方案。以上边线为例,从上向下遍历底部边线,当正常寻找到满足条件的边界时,满足情况1,算法会利用图像中上下边界的连续性及趋势变化,优化下一行的边界搜索。具体地,下一行的边界搜索范围会基于上一行的中线信息(center_line[i‑1])来确定,如公式(2)所示。
[0131] line_part[i]=[center_line[i‑1]‑C1,center_line[i‑1]]   (2)[0132] C1是一个需要根据摄像头安装位置实际调节的参数,line_part[i]是第i行的边界位置,即这一行黑白跳变点的位置。Center_line是公式(6)计算得出,可理解为摄像头识别到行进道路的边界位置,道路的中间线,计算为(上边界坐标+下边界坐标)/2。
[0133] 若当前行像素点全白,满足情况2,则直接根据公式(3)确定边界范围。
[0134] line_part[i]=[1,1+C2]   (3)
[0135] C2是一个需要根据摄像头安装位置实际调节的参数,即该边界在初始位置。
[0136] 若当前行像素点全黑,需进一步判断当前行的上一行中点处像素值。通过缩列处理可能导致扫线信息局限,因此需细致分析。若上一行中点为黑,满足情况4,边界范围由公式(4)给出。
[0137] line_part[i]=[Width/2‑C3,Width/2‑C4]   (4)
[0138] 其中width为裁剪后图像宽度,C3、C4为根据实际情况确定的常数(本系统C3=1,C4=3)。
[0139] 若上一行中点为白,满足情况3,边界范围由公式(5)给出,C5同样为根据实际情况确定的常数(本系统C5=1)。
[0140] line_part[i]=[1,Width/2‑C5]   (5)
[0141] (4)边界和中线的拟合处理:在记录中线、左线、及右线位置的基础上,每行的这些信息被存储在数组中,具体如公式(6)所阐述,其中center_line[i]表征当前第i行的中线所位于的列,即图像中,每列从上至下开始,第一次出现黑白跳点的位置;top_line[i]表征当前第i行的顶线所位于的列,而bottom_line[i]则表征当前第i行的底线所位于的列,即是从下至上,第一次出现黑白跳点的位置。黑白跳点认为其为边界。
[0142]
[0143] 与此同时,在记录中线位置的过程中,系统还记录了每一行的向前可行进的距离宽度weight[i],其计算方式如公式(7)所示。
[0144]
[0145] 系统依据行weight[i]值的是否接近于0,来判断前方是否障碍物或悬空。
[0146] 如图15所示,本发明还提供了电阻应变片粘贴机器人的注胶量控制方法,通过遗传PID算法对注胶量进行控制,方法如下,
[0147] 在第一电动推杆的运行过程中,其内部的编码传感器不间断采集位移计算速度,即注胶速度,PID控制器不断地接收来自该编码传感器的实时数据,并计算当前注胶速度与目标注胶速度之间的误差,即速度误差;
[0148] 然后,根据PID算法计算出所需要的第一电动推杆的电流,并通过继电器将信号传递给第一电动推杆的控制器;在第一电动推杆的控制器接收到信号后,会调整其电源供应以减小速度误差;随着速度误差的逐渐减小,PID控制器的输出也会逐渐稳定,最终使编码传感器计算的速度保持在目标速度附近;
[0149] PID控制器的输出
[0150] 其中,u(I)是控制速度误差的指令,即PID控制器,通过u(I)值调节输出到第一电动推杆的电流大小,Kp、Ki、Kd分别是比例、积分和微分环节的增益系数,通过调整Kp、Ki、Kd的值,可以改变PID控制器的性能,使系统达到期望的速度控制效果。
[0151] 下面结合一具体实施例对本方法做进一步的说明:
[0152] (1)基于遗传PID算法的注胶量控制算法:
[0153] 在注塑生产过程中,精确控制注胶量对于保证贴片质量至关重要。定速注胶量控制方法可能存在因机器人所处位置和外界温度等影响,注胶量过快或过慢,导致贴片精度不高、固化速度慢或粘贴不牢等问题。因此,提出一种基于遗传PID算法的注胶量控制算法,旨在通过遗传算法的优化能力,自动调整PID控制器的参数,实现注胶量的精确控制。
[0154] (2)硬件设计思路:
[0155] 1.确定注胶量调范围:根据注胶类型和应用需求,确定所需的注胶速度范围。
[0156] 2.选择注胶用电机调节元件:根据注胶调节范围、注胶力度和响应时间等要求,选择合适的推杆电机控制系统。
[0157] 3.设计控制电路:根据所选的电机调节控制器和控制需求,设计相应的控制电路。控制电路可以包括反馈回路、比较器、PWM(脉宽调制)发生器等。
[0158] 4.保护电路:为了防止电路中的元件损坏或发生短路等故障,需要设计相应的保护电路,如过流保护、过热保护等。
[0159] (3)控制流程:
[0160] 1.初始化:设置遗传算法的参数,如种群大小、交叉概率、变异概率和最大迭代次数。同时,初始化PID控制器的参数范围,如比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd的上下限。
[0161] 比例项(P):根据当前注胶量与目标注胶量的误差,快速调整注胶量。
[0162] 积分项(I):考虑误差的累积效应,消除系统稳态误差。
[0163] 微分项(D):预测误差的变化趋势,提前调整注胶量,防止超调。
[0164] 控制过程:在推杆电机的运行过程中,其内部的编码传感器不间断采集位移计算速度,即注胶速度,PID控制器不断地接收来自该传感器的实时速度数据,并计算当前速度与目标速度之间的误差。然后,根据PID控制算法计算出所需要的推杆电机电流,并通过执行机构(如继电器)将信号传递给电机控制器。在接收到信号后,会调整其电源供应以减小速度误差。随着误差的逐渐减小,PID控制器的输出也会逐渐稳定,最终使编码传感器计算的速度保持在目标值附近。
[0165] 速度误差表示实际速度与目标速度之间的误差。
[0166] PID控制器的输出
[0167] 其中,u(I)是控制速度误差的指令,即PID控制器,通过u(I)值调节输出到推杆电机的电流大小,Kp、Ki、Kd分别是比例、积分和微分环节的增益系数,通过调整Kp、Ki、Kd的值,可以改变控制器的性能,使系统达到期望的速度控制效果。
[0168] 2.获取实际注胶过程中所需的实际所需推动力f,通过应用深度强化学习算法构建实际所需推动力f与相关观测参数(贴片机器人翻转角度、目标位置温度,管内含胶量)的关系模型,实现在运行中通过实时监测到的观测参数来获取实际所需的推动力f。
[0169] 3.生成PID种群:随机生成一组PID参数作为初始种群。每个个体都代表一个可能的PID控制器配置。
[0170] 设定遗传算法的运行参数如下:
[0171] 群体大小:M
[0172] 终止代数:T
[0173] 交叉概率:pc
[0174] 变异概率:pm
[0175] 3.模拟量:对于种群中的每个个体,将其PID参数应用于电动推杆电机的控制系统中,并模拟制动器的响应。
[0176] 个体变量:xi=[Kpi Kii Kdi ai],i表示遗传算法中第i个种群,根据公式1,Kp、Ki和Kd值得变化影响着PID所控制输出的电流变化。ai为各角度速度的权重系数。
[0177] 其中对应的推动力为:
[0178] f=f(I),f为注胶推杆电机系统的输入控制力。I为该控制力所对应的电流大小。
[0179] 构建分析模型
[0180] 目标函数:
[0181]
[0182] aj为各机器人处于不同水平角度下,输出电流的权重系数。f为注胶推杆电机系统的输入控制力,fj(Ij)为不同水平角度下,输出目的推进速度所需的推力(由电机电流控制)。
[0183] 4.评估适应度:根据模拟结果,计算每个个体的适应度值。与根据实时所监测得到的观测参数(贴片机器人翻转角度、目标位置温度,管内含胶量)得出推杆电机实际所需的推动力f,应用目标函数计算出Φ(aj,Ij),并通过适应度函数:fitValue=minΦ(aj,I)进行评估。
[0184] 5.终止判断:检查是否满足终止条件,如达到最大迭代次数或找到满足要求的PID参数,即在PID输出电流控制下,输入的控制力f与实际所需的推动力相接近。如果满足条件,则停止迭代并输出最优PID参数;否则,继续下一步。
[0185] 6.选择优秀个体:根据适应度值选择一部分优秀个体作为下一代的父代,即取适应度值较小的个体。
[0186] 7.交叉操作:对选定的父代进行交叉操作,生成新的子代个体。交叉操作可以交换父代个体的部分基因,从而产生新的PID参数组合。
[0187] 8.变异操作:对新生成的子代个体进行变异操作,以增加种群的多样性。变异操作可以随机改变子代个体的某个基因值,从而产生新的PID参数。
[0188] 9.生成新种群:将交叉和变异操作后生成的子代个体组合成新的种群,并替换掉原来的种群。
[0189] 10.循环:重复步骤3至9,直到满足终止条件。
[0190] 11.应用PID控制:将找到的最优PID参数应用于注胶推杆电机的控制系统中。
[0191] 12.实时电流控制:使用最优PID控制器对注胶推杆电机的实时电流进行控制,以实现所需的注胶效果。
[0192] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,不能理解为对本申请的限制,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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