[发明专利]一种腔体滤波器自动调节方法及系统

说明书

本发明公开了一种腔体滤波器自动调节方法及系统，涉及工业机器人技术领域；解决了现有腔体滤波器自动调节方法及系统不能实现波形精调，泛化性和稳定性差的技术问题；该技术方案包括：步骤一，构建当前波形到标准波形对应的目标矢量场；步骤二，以固定大小和方向的微调量分别预调每根螺杆获得对应的矢量场；步骤三，根据预调产生的矢量场和目标矢量场拟合出每根螺杆变化对应的矢量场的系数；步骤四，通过各螺杆矢量场的系数得出每根螺杆应调量，使得所述螺杆调节的合作用始终朝着标准波形的方向逼近。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种腔体滤波器自动调节方法及系统。

背景技术

在腔体滤波器生产过程中，需要调节腔体滤波器上的多个调谐螺杆的高度，从而调整谐振腔内状态和谐振腔之间的耦合关系，使得腔体滤波器实现符合生产要求的滤波输出，这一生产工序简称为“腔体滤波器调节工序”。这是一种非常典型的复杂工序。一个腔体滤波器通常由多路谐振腔构成，因此需要通过几个至十几个调谐杆的高度来调节。

目前，大部分通信用的腔体滤波器在中国生产，而由于腔体滤波器调节工艺的复杂性和不确定性，国内几乎所有的腔体滤波器生产都是依赖人工调节。即工人使用螺丝刀，在观察网络分析仪上显示的散射参数(S参数)波形的同时，逐个手动调节滤波器上的每个螺杆高度，直到波形符合要求。据了解，即使一名经验丰富的工人，调好一个腔体滤波器产品也需要20～40分钟。而培养一名合格的调试工人，至少需要半年时间。这种人工调节的作业方式，生产效率完全依赖于人工经验，且工作枯燥乏味、费时费力，新一代年轻人也不再愿意从事枯燥机械的工厂工作，导致近年来国内劳动力成本在不断攀升，用工荒问题凸显。企业为此付出了巨大的劳动力成本，也影响到生产效率的提高。“智能制造”是十三五规划的重要关键词之一，实现“制造大国”向“制造强国”的转移需要一代人的努力。

在调节机器人系统的开发方面，国内外已有不少研究成果。目前国内外均有公司开发出类似的智能调试系统产品，也公开了部分使用的调节算法。但大部分算法都依赖于具体的滤波器个体，其泛化性能不高，很难适用于一类产品，即使对同一类或同一种产品，也会因不同个体的差异而造成调节精度不高的问题。这也使得目前国内大部分通信行业滤波器生产线上仍然没有广泛推广自动调节生产线。

国外很早就已经出现了腔体滤波器自动调节技术的研究。一种常用的方法是应用数据驱动建模和机器学习技术，对待调滤波器模型进行建模，通过收集数据训练模型，拟合出螺杆位置和对应波形的复杂关系。但这些方法仍然存在以上提出的泛化性能不高、依赖具体模型等缺点，影响算法的普遍适用性。

目前，大部分腔体滤波器自动调试方法面临的困难和存在的缺点包括：

(1)螺杆位置对S参数波形的变化具有极大的敏感性。螺杆位置与S参数波形没有可计算出的固定关系，并且在某些状态，螺杆位置的轻微变动都将引起S参数波形的剧烈扭曲变化。因此，任何试图通过建立一种固定的数据驱动模型来表征螺杆位置与波形关系的方法，其效果都具有一定的局限性，且来源于采样的数据会引入一定的误差，最终实现粗调比较容易，实现精调并且使波形完全符合指标要求则会显得较为吃力。

(2)腔体滤波器类产品通常具有“小批量、多品种”特点。这使得现有大部分方法无法具有普适性和泛化性，即需要根据不同的待调滤波器模型的具体参数(如带宽、中心频率、调试指标等)人为修改调节算法。

因此，开发一套全自动、柔性化、智能化的腔体滤波器调节机器人系统，同时配合一种使用简单、泛化能力较强的调节算法，具有十分重要的战略意义和经济价值。

发明内容

本发明要解决的是现有腔体滤波器自动调节方法及系统不能实现波形精调、泛化性和稳定性差的技术问题。