本發(fā)明屬于一般的控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體的說是一種基于反饋分析的管材在線切割控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、基于反饋分析的管材在線切割控制是一種利用反饋控制原理對管材切割過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的主要目的是確保切割的準(zhǔn)確性和效率，提高管材加工的質(zhì)量，基于反饋分析的管材在線切割控制系統(tǒng)通過實(shí)時監(jiān)控和智能調(diào)整，能夠顯著提升管材切割的質(zhì)量和效率，減少廢料，降低生產(chǎn)成本，是現(xiàn)代化制造過程中不可或缺的一部分；

2、例如在授權(quán)公布號為cn103433607b的中國專利中提出一種數(shù)字化等離子切割機(jī)控制系統(tǒng)，包括均采用dsp作為控制中心，主電源控制器通過can總線與氣體控制器、冷卻器控制器通信連接；主電源控制器用于完成等離子切割電源系統(tǒng)流程控制與管理，狀態(tài)過程的檢測與故障診斷；氣體控制器用于根據(jù)主電源控制器發(fā)送的指令控制等離子切割電源工作時所需的氣體流向和氣壓，同時將這些信息反饋給主電源控制器進(jìn)行監(jiān)控；冷卻器控制器用于控制離子切割機(jī)系統(tǒng)中冷卻液的流量和溫度，同時將這些信息反饋給主電源控制器進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控。本發(fā)明通過主電源、氣體系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)整個等離子切割機(jī)控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理，提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率；

3、申請人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行管材在線切割控制時，無法對管材切割過程中切面數(shù)據(jù)和管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并進(jìn)行綜合分析，對下周期的激光切割速度進(jìn)行準(zhǔn)確計算，導(dǎo)致切割質(zhì)量無法快速優(yōu)化，現(xiàn)有技術(shù)中存在上述問題；

4、為了解決這些問題，本技術(shù)設(shè)計了一種基于反饋分析的管材在線切割控制系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于反饋分析的管材在線切割控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明實(shí)時獲取管材切割過程中切面數(shù)據(jù)，同時獲取管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，將獲取得到的管材切割過程中的切面數(shù)據(jù)導(dǎo)入切面異常評估模型中進(jìn)行切面異常評估，將獲取得到的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入激光切割異常評估模型中進(jìn)行激光切割異常評估，通過切面異常評估結(jié)果和激光切割異常評估結(jié)果導(dǎo)入切割速度評估策略中進(jìn)行切割速度的預(yù)估，控制模組實(shí)時根據(jù)預(yù)估得到的切割速度進(jìn)行控制，通過對管材切割過程中切面數(shù)據(jù)和管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并進(jìn)行綜合分析，對下周期的激光切割速度進(jìn)行準(zhǔn)確計算，提高了切割效率的同時保證了切割質(zhì)量。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法，其包括以下具體步驟：

3、實(shí)時獲取管材切割過程中切面數(shù)據(jù)，同時獲取管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；

4、將獲取得到的管材切割過程中的切面數(shù)據(jù)導(dǎo)入切面異常評估模型中進(jìn)行切面異常評估；

5、將獲取得到的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入激光切割異常評估模型中進(jìn)行激光切割異常評估；

6、通過切面異常評估結(jié)果和激光切割異常評估結(jié)果導(dǎo)入切割速度評估策略中進(jìn)行切割速度的預(yù)估；

7、控制模組實(shí)時根據(jù)預(yù)估得到的切割速度進(jìn)行控制。

8、作為一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述實(shí)時獲取管材切割過程中切面數(shù)據(jù)，同時獲取管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)包括以下具體步驟：

9、s11、激光切割設(shè)備按照設(shè)定的切割速度切割管材，切割過程中通過圖像采集終端實(shí)時采集切割過程中的管材切面數(shù)據(jù)，同時獲取設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)切面圖像數(shù)據(jù)，在此需要說明的是，這里的設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)切面圖像通過輸入的需要裁剪的管材圖像獲?。?/p>

10、s12、獲取在管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，其中，激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)包括運(yùn)行電流、運(yùn)行電壓、切割功率和切割速度數(shù)據(jù)，其中，運(yùn)行電流通過運(yùn)行電流采集終端進(jìn)行采集，運(yùn)行電壓通過運(yùn)行電壓采集終端進(jìn)行采集，切割功率通過切割功率采集終端進(jìn)行采集，切割速度數(shù)據(jù)通過切割速度采集終端進(jìn)行采集；

11、作為一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述將獲取得到的管材切割過程中的切面數(shù)據(jù)導(dǎo)入切面異常評估模型中進(jìn)行切面異常評估包括以下具體內(nèi)容：

12、s21、設(shè)定監(jiān)測周期，獲取監(jiān)測周期內(nèi)的管材切割過程中的切面圖像數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)切面圖像數(shù)據(jù)，獲取管材切割過程中的切面圖像和標(biāo)準(zhǔn)切面圖像對應(yīng)切面各邊界位置的差值，同時獲取對應(yīng)切面的各邊界位置管材厚度數(shù)據(jù)；

13、s22、將獲取得到的管材切割過程中的切面圖像和標(biāo)準(zhǔn)切面圖像對應(yīng)切面各邊界位置的差值、對應(yīng)切面的各邊界位置管材厚度數(shù)據(jù)同時導(dǎo)入切面異常評估值計算公式中計算切面異常評估值，其中，切面異常評估值計算公式為：，其中，n為邊界位置監(jiān)測點(diǎn)的個數(shù)，為管材切割過程中的切面圖像和標(biāo)準(zhǔn)切面圖像對應(yīng)切面邊界位置第i個監(jiān)測點(diǎn)的差值的絕對值，k為切割差值的安全范圍的最大值，s為對應(yīng)切割功率的標(biāo)準(zhǔn)切割厚度，si為第i個監(jiān)測點(diǎn)的切割厚度；

14、s23、獲取計算得到的切面異常評估值；

15、作為一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述將獲取得到的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入激光切割異常評估模型中進(jìn)行激光切割異常評估包括如下具體步驟：

16、s31、獲取監(jiān)測周期內(nèi)管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)中的運(yùn)行電流、運(yùn)行電壓和切割功率數(shù)據(jù)；

17、s32、獲取激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)中的運(yùn)行電流、運(yùn)行電壓和切割功率數(shù)據(jù)導(dǎo)入激光切割異常評估值計算公式中計算激光切割異常評估值，其中，激光切割異常評估值計算公式為：，其中,t為監(jiān)測周期時長，m為運(yùn)行電流、運(yùn)行電壓和切割功率數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)種類個數(shù)，cjt為t時刻運(yùn)行電流、運(yùn)行電壓和切割功率數(shù)據(jù)中第t項(xiàng)數(shù)據(jù)種類的具體值，cjmax為運(yùn)行電流、運(yùn)行電壓和切割功率數(shù)據(jù)中第t項(xiàng)數(shù)據(jù)種類的安全范圍的最大值，為運(yùn)行電流、運(yùn)行電壓和切割功率數(shù)據(jù)中第t項(xiàng)數(shù)據(jù)種類的安全范圍的最小值，dt為時間積分；

18、s33、獲取計算得到的激光切割異常評估值。

19、作為一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述通過切面異常評估結(jié)果和激光切割異常評估結(jié)果導(dǎo)入切割速度評估策略中進(jìn)行切割速度的預(yù)估包括如下具體步驟：

20、s41、獲取計算得到的切面異常評估值和激光切割異常評估值，同時獲取激光切割速度和下周期切割管材的厚度數(shù)據(jù)；

21、s42、將獲取得到的切面異常評估值和激光切割異常評估值代入管材切割異常系數(shù)計算公式中計算管材切割異常系數(shù)，其中，管材切割異常系數(shù)計算公式為：，其中，為切面異常評估值占比系數(shù)；

22、s43、獲取得到的管材切割異常系數(shù)、上周期激光切割速度和下周期切割管材的厚度數(shù)據(jù)代入切割速度計算公式中計算下周期切割速度，其中，切割速度計算公式為：，其中，vz為上周期激光切割速度，dm為上周期切割管材的平均厚度數(shù)據(jù)，dz為下周期切割管材的平均厚度數(shù)據(jù)。

23、作為一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述控制模組實(shí)時根據(jù)預(yù)估得到的切割速度進(jìn)行控制的具體步驟如下：

24、獲取得到的下周期切割速度，傳輸至控制模組，控制模組實(shí)時根據(jù)預(yù)估得到的切割速度進(jìn)行控制。

25、一種基于反饋分析的管材在線切割控制系統(tǒng)，其基于上述一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法實(shí)現(xiàn)，其具體包括：

26、數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時獲取管材切割過程中切面數(shù)據(jù)，同時獲取管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；

27、切面異常評估模塊，用于將獲取得到的管材切割過程中的切面數(shù)據(jù)導(dǎo)入切面異常評估模型中進(jìn)行切面異常評估；

28、激光切割異常評估模塊，用于將獲取得到的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入激光切割異常評估模型中進(jìn)行激光切割異常評估；

29、切割速度預(yù)估模塊，用于通過切面異常評估結(jié)果和激光切割異常評估結(jié)果導(dǎo)入切割速度評估策略中進(jìn)行切割速度的預(yù)估；

30、切割速度調(diào)控模塊，用于控制模組實(shí)時根據(jù)預(yù)估得到的切割速度進(jìn)行控制；

31、控制模塊，用于控制數(shù)據(jù)采集模塊、切面異常評估模塊、激光切割異常評估模塊、切割速度預(yù)估模塊和切割速度調(diào)控模塊的運(yùn)行。

32、一種電子設(shè)備，包括：處理器和存儲器，其中，所述存儲器中存儲有可供處理器調(diào)用的計算機(jī)程序；

33、所述處理器通過調(diào)用所述存儲器中存儲的計算機(jī)程序，執(zhí)行上述的一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法。

34、一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，儲存有指令，當(dāng)所述指令在計算機(jī)上運(yùn)行時，使得計算機(jī)執(zhí)行如上述的一種基于反饋分析的管材在線切割控制方法。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

36、本發(fā)明實(shí)時獲取管材切割過程中切面數(shù)據(jù)，同時獲取管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，將獲取得到的管材切割過程中的切面數(shù)據(jù)導(dǎo)入切面異常評估模型中進(jìn)行切面異常評估，將獲取得到的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入激光切割異常評估模型中進(jìn)行激光切割異常評估，通過切面異常評估結(jié)果和激光切割異常評估結(jié)果導(dǎo)入切割速度評估策略中進(jìn)行切割速度的預(yù)估，控制模組實(shí)時根據(jù)預(yù)估得到的切割速度進(jìn)行控制，通過對管材切割過程中切面數(shù)據(jù)和管材切割過程中的激光切割設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并進(jìn)行綜合分析，對下周期的激光切割速度進(jìn)行準(zhǔn)確計算，提高了切割效率的同時保證了切割質(zhì)量。