[發明專利]一種運動控制器系統

在審

• 申請號: 201810415905.3
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108519745A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 邵忠良;黃誠;鄧桂芳;曹薇;劉江帆
• 申請（專利權）人: 廣東水利電力職業技術學院（廣東省水利電力技工學校）
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種運動控制器系統，其特征在于，所述運動控制器系統包括：

供電模塊，與主控模塊連接，用于對運動控制器系統進行供電；

參數設置模塊，與主控模塊連接，用于對運動控制器系統進行參數配置；

驅動加載模塊，與主控模塊連接，用于加載運動控制器的控制驅動程序；

主控模塊，與供電模塊、參數設置模塊、驅動加載模塊、擴展模塊、自由度調試模塊、故障檢測模塊、顯示模塊連接，用于調度各個模塊正常工作；

所述主控模塊故障檢測信號進行采樣，獲得離散形式故障檢測s(n)，計算雙線性函數；所述雙線性函數為：

K_s(n,m)＝s(n+m)·s*(n-m)；

其中，n為離散域時間點，m為離散域時間延遲點，s*(n)為s(n)的共軛；

所述雙線性函數的離散形式用函數定義為：

其中，Φ(n,m)的連續形式為T為采樣時間，T＝1，α是一個實參數，變化范圍是在0到1，0<a≦1，取a＝0.01；

擴展模塊，與主控模塊連接，用于擴展運動控制額外功能；

自由度調試模塊，與主控模塊連接，用于對運動控制器的自動化進行調試；

故障檢測模塊，與主控模塊連接，用于對運動控制器的故障進行檢測；

所述故障檢測模塊對接收到的故障檢測信號的觀測向量x做分數低階快速獨立成分分析，將接收到的故障檢測信號分離為發送信號和Alpha穩定分布噪聲；所述接收故障檢測信號的觀測向量x的分數低階快速獨立成分分析按以下進行：

1)將觀測向量x減去均值進行中心化，利用主要分量分析對中心化后的觀測向量進行分數低階預白化處理，得到白化矩陣v，其中，獨立成分分析(PCA)中用到的分數低階相關矩陣定義為：

其中，x_i(n)和x_j(n)分別為第i路和第j路觀測故障檢測信號，且1≤i,j≤2，*代表取共軛，對分數低階相關矩陣進行特征值分解得到特征值矩陣D與特征向量矩陣V，由特征值矩陣和特征向量矩陣可得預白化矩陣M＝D^-1/2V^T，利用預白化矩陣將觀測數據x向故障檢測信號子空間投影，得到白化矩陣v＝Mx；

2)對權向量w₀進行隨機初始化，同時初始化序列號k使k＝1；

3)進行權值向量迭代：

其中，和為一階統計量，g(·)是對比函數，η＝Ε[w^Txg(w^Tx)]，且在權值的迭代過程中參數λ是可變的，且λ<1；

4)利用范數歸一化權值向量w_k，w_k＝w_k/||w_k||；

5)若充分接近于1，算法得到收斂，w_k就是最終的解混矩陣，執行6)，否則重復步驟3)與步驟4)；

6)Y＝w_kx，其中x為觀測信號，Y為分離后的二維信號；

顯示模塊，與主控模塊連接，用于顯示故障控制信息；

所述顯示模塊進行矩形分割算法具體方法如下：

步驟一，故障圖像發送端首先獲得屏幕的分辨率，得到列掃描的范圍0～C和行掃描的范圍0～R；

步驟二，發送端將當前幀故障圖像保存區的數據保存到前一幀故障圖像緩沖區；截獲當前的屏幕位圖數據并保存在當前幀故障圖像緩沖區；

步驟三，發送端首先初始化變化矩形區域左上角坐標和右下角坐標為(0，0)，下次掃描起點坐標為(0，0)，行無變化標識為true，更新列掃描的范圍和行掃描的范圍；

步驟四，判斷是否在行掃描范圍內，不在，跳轉到步驟十；

步驟五，判斷是否在列掃描范圍內，不在，跳轉到步驟八；在列掃描范圍內采用隔列直接比較法對當前采樣點進行檢測；值不同，首先將行無變化標識設置為false，然后判斷是否是檢測到的第一個變化采樣點，是將采樣點坐標作為變化矩形區域的左上角坐標，不是第一個變化采樣點，將矩形右下角的坐標和該點的坐標比較并取最大值作為新的矩形右下角坐標，再判斷該采樣點是否是本行第一個變化采樣點，是就將該采樣點的縱坐標同矩形左上角的縱坐標進行比較并取最小值更新變化矩形區域的左上角坐標；值相同，需要判斷行無變化標識是否為false，如果是false，記錄坐標作為下次掃描的起點，檢測到是最后一列采樣點，將最后一列采樣點坐標作為下次掃描的起點，跳轉到步驟七；

步驟六，把列坐標右移N列，跳轉到步驟五檢測下一個采樣點；

步驟七，本行檢測完畢，將本行的下次掃描起點坐標與上一行記錄的下次掃描起點坐標比較，并取最大值作為新的下次掃描起點坐標，行號加1，跳轉到步驟四從下一行從頭開始從左到右檢測；

步驟八，判斷行無變化標識是否為true且變化矩形區域左上角坐標不為(0，0)，不是true，行號加1，跳轉到步驟四；是true，則表明整行無不同像素點，得到了一個變化的矩形區域塊；得到的變化矩形區域塊左上角縱坐標向左移動N列，右下角縱坐標向右移動N列以包含故障圖像邊界信息；

步驟九，記錄檢測出的變化矩形區域坐標和相對應的下次掃描起點坐標，判斷當前列掃描的范圍是否0～C且行掃描的范圍是否0～R，是，設置標識表明當前檢測出的變化矩形區域標識是第一次檢測出的，然后行號加1跳轉到步驟四從下一行開始檢測下一個變化的矩形區域塊；直到檢測超出行掃描的范圍；

步驟十，本次檢測完畢后，對本次檢測中所有的下次掃描起點進行處理，計算出下次掃描范圍的集合；首先檢查本次檢測出的第一個下次掃描起點的縱坐標是否比最后一列采樣點的縱坐標小，不是，該區域檢測完成，檢測下一個下次掃描起點的縱坐標；是，以第一次檢測出的變化矩形區域左上角的橫坐標為橫坐標，以當前變化矩形區域相關的下次掃描起點坐標的縱坐標為縱坐標，生成一個下次掃描范圍的左上角坐標；以第一次檢測出的變化矩形區域右下角的橫坐標為橫坐標，以屏幕的最大列數C為縱坐標生成一個下次掃描范圍的右下角坐標；接著處理第二個下次掃描起點，直到本次檢測中所有的下次掃描起點都被處理為止；

步驟十一，檢測下次掃描范圍集合中所有的掃描區域，首先基于下次掃描范圍集合中第一個掃描區域的寬度和高度，生成行掃描和列掃描的范圍，重復步驟三到步驟十檢測第一個掃描區域中變化的矩形區域塊，接著處理第二個掃描區域，直到下次掃描范圍集合中所有的掃描區域都被檢測為止；

步驟十二，重復步驟十到步驟十一，得到下一次掃描范圍的變化矩形區域塊，直到所有的下次掃描起點的縱坐標大于或等于最后一列采樣點的縱坐標，整個屏幕檢測完畢；

步驟十三，得到了所有該幀故障圖像相對于前一幀故障圖像變化的面積最小的不重疊矩形區域的集合，檢查該集合中的矩形區域，兩個矩形其左上角縱坐標和右下角縱坐標相同，且一個矩形的右下角橫坐標與另一個矩形左上角橫坐標相鄰，合并為一個矩形，然后再壓縮并發送矩形區域的集合所包含的故障圖像數據及對應坐標到客戶端；

步驟十四，故障圖像接收端將接收的數據減壓后基于每個矩形區域故障圖像數據及對應坐標整合至前一幀故障圖像中并顯示；

步驟十五，每隔T秒重復步驟二到步驟十四，根據應用場景的不同和帶寬的要求，對間隔時間T做調整。