[發明專利]一種基于自學習式超聲波蔬菜瓜果清洗機的控制方法

在審

• 申請號: 201711498140.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108255057A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 李保紅;陳張平;趙恒源;徐剛;王丹妮
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.一種基于自學習式超聲波蔬菜瓜果清洗機的控制方法，通過采集每個換能器端工作電流和超聲電源的輸出電流，然后對取樣電壓通過自學習式算法得到最優換能器輸出頻率，最后通過控制PWM的輸出占空比使得換能器的工作效率最高，其特征在于：

首先通過AD采集電路得到經過換能器的電流I_K和加在換能器兩端的電壓信號U_K與相位差以及用功率計量芯片得到總功率P₀；通過功率公式得到每個換能器的工作功率，每個換能器的實際輸出占總功率情況為：

W_K＝P_K/P₀ (1)

換能器的輸出功率P_K是通過PWM波占空比控制得到的，將自學習式算法中的模型表示成m個PWM波占空比對應n個換能器輸出頻率；用A(i，j)表示第i種PWM波占空比對應第j個換能器輸出頻率；A用m×c矩陣U和n×c矩陣V的乘積來近似：A≈UV^T，c<<m，n；

A_(m×n)＝U_(m×c)×V_(n×c)^T (2)

則矩陣分解模型的損失函數為

執行以下步驟：

1、先隨機生成一個常數U⁽⁰⁾；

2、固定U⁽⁰⁾，求解V⁽⁰⁾；此時損失函數為：

用最小二乘法求解V_j的最優解，固定j，則

令得到：

即：

按照上式一次計算v₁，v₂，……，v_n，從而得到V⁽⁰⁾；

3、固定V⁽⁰⁾來求解U⁽¹⁾，與2中類似的方法；

4、循環執行2、3，直到損失函數C的值收斂；這樣就得到C最優解對應的矩陣U、V；也就得到了對應于不同換能器輸出頻率的PWM波占空比之間的關系；然后通過W_K和換能器的標定輸出頻率得到最優的PWM波占空比；最后使用當前PWM波占空比執行重采樣丟棄顯著偏離換能器標定輸出功率的PWM波占空比。