[发明专利]一种运动控制器系统

摘要

本发明属于运动控制器技术领域，公开了一种运动控制器系统，所述运动控制器系统包括：供电模块、参数设置模块、驱动加载模块、主控模块、扩展模块、自由度调试模块、故障检测模块、显示模块。本发明扩展模块用于系统扩展，增加系统的可扩展性和使用灵活性；同时本发明通过自由度调试模块它解决现有运动控制系统调试复杂、被控对象模型辨识不准等问题，而且对获得的被控对象的运动数据能够自动保存，自动化程度高、准确性高而且操作简便。

主权项

1.一种运动控制器系统，其特征在于，所述运动控制器系统包括：供电模块，与主控模块连接，用于对运动控制器系统进行供电；参数设置模块，与主控模块连接，用于对运动控制器系统进行参数配置；驱动加载模块，与主控模块连接，用于加载运动控制器的控制驱动程序；主控模块，与供电模块、参数设置模块、驱动加载模块、扩展模块、自由度调试模块、故障检测模块、显示模块连接，用于调度各个模块正常工作；所述主控模块故障检测信号进行采样，获得离散形式故障检测s(n)，计算双线性函数；所述双线性函数为：Ks(n,m)＝s(n+m)·s*(n‑m)；其中，n为离散域时间点，m为离散域时间延迟点，s*(n)为s(n)的共轭；所述双线性函数的离散形式用函数定义为：其中，Φ(n,m)的连续形式为T为采样时间，T＝1，α是一个实参数，变化范围是在0到1，0<a≦1，取a＝0.01；扩展模块，与主控模块连接，用于扩展运动控制额外功能；自由度调试模块，与主控模块连接，用于对运动控制器的自动化进行调试；故障检测模块，与主控模块连接，用于对运动控制器的故障进行检测；所述故障检测模块对接收到的故障检测信号的观测向量x做分数低阶快速独立成分分析，将接收到的故障检测信号分离为发送信号和Alpha稳定分布噪声；所述接收故障检测信号的观测向量x的分数低阶快速独立成分分析按以下进行：1)将观测向量x减去均值进行中心化，利用主要分量分析对中心化后的观测向量进行分数低阶预白化处理，得到白化矩阵v，其中，独立成分分析(PCA)中用到的分数低阶相关矩阵定义为：其中，xi(n)和xj(n)分别为第i路和第j路观测故障检测信号，且1≤i,j≤2，*代表取共轭，对分数低阶相关矩阵进行特征值分解得到特征值矩阵D与特征向量矩阵V，由特征值矩阵和特征向量矩阵可得预白化矩阵M＝D‑1/2VT，利用预白化矩阵将观测数据x向故障检测信号子空间投影，得到白化矩阵v＝Mx；2)对权向量w0进行随机初始化，同时初始化序列号k使k＝1；3)进行权值向量迭代：其中，和为一阶统计量，g(·)是对比函数，η＝Ε[w^Txg(w^Tx)]，且在权值的迭代过程中参数λ是可变的，且λ<1；4)利用范数归一化权值向量wk，wk＝wk/||wk||；5)若充分接近于1，算法得到收敛，w_k就是最终的解混矩阵，执行6)，否则重复步骤3)与步骤4)；6)Y＝wkx，其中x为观测信号，Y为分离后的二维信号；显示模块，与主控模块连接，用于显示故障控制信息；所述显示模块进行矩形分割算法具体方法如下：步骤一，故障图像发送端首先获得屏幕的分辨率，得到列扫描的范围0～C和行扫描的范围0～R；步骤二，发送端将当前帧故障图像保存区的数据保存到前一帧故障图像缓冲区；截获当前的屏幕位图数据并保存在当前帧故障图像缓冲区；步骤三，发送端首先初始化变化矩形区域左上角坐标和右下角坐标为(0，0)，下次扫描起点坐标为(0，0)，行无变化标识为true，更新列扫描的范围和行扫描的范围；步骤四，判断是否在行扫描范围内，不在，跳转到步骤十；步骤五，判断是否在列扫描范围内，不在，跳转到步骤八；在列扫描范围内采用隔列直接比较法对当前采样点进行检测；值不同，首先将行无变化标识设置为false，然后判断是否是检测到的第一个变化采样点，是将采样点坐标作为变化矩形区域的左上角坐标，不是第一个变化采样点，将矩形右下角的坐标和该点的坐标比较并取最大值作为新的矩形右下角坐标，再判断该采样点是否是本行第一个变化采样点，是就将该采样点的纵坐标同矩形左上角的纵坐标进行比较并取最小值更新变化矩形区域的左上角坐标；值相同，需要判断行无变化标识是否为false，如果是false，记录坐标作为下次扫描的起点，检测到是最后一列采样点，将最后一列采样点坐标作为下次扫描的起点，跳转到步骤七；步骤六，把列坐标右移N列，跳转到步骤五检测下一个采样点；步骤七，本行检测完毕，将本行的下次扫描起点坐标与上一行记录的下次扫描起点坐标比较，并取最大值作为新的下次扫描起点坐标，行号加1，跳转到步骤四从下一行从头开始从左到右检测；步骤八，判断行无变化标识是否为true且变化矩形区域左上角坐标不为(0，0)，不是true，行号加1，跳转到步骤四；是true，则表明整行无不同像素点，得到了一个变化的矩形区域块；得到的变化矩形区域块左上角纵坐标向左移动N列，右下角纵坐标向右移动N列以包含故障图像边界信息；步骤九，记录检测出的变化矩形区域坐标和相对应的下次扫描起点坐标，判断当前列扫描的范围是否0～C且行扫描的范围是否0～R，是，设置标识表明当前检测出的变化矩形区域标识是第一次检测出的，然后行号加1跳转到步骤四从下一行开始检测下一个变化的矩形区域块；直到检测超出行扫描的范围；步骤十，本次检测完毕后，对本次检测中所有的下次扫描起点进行处理，计算出下次扫描范围的集合；首先检查本次检测出的第一个下次扫描起点的纵坐标是否比最后一列采样点的纵坐标小，不是，该区域检测完成，检测下一个下次扫描起点的纵坐标；是，以第一次检测出的变化矩形区域左上角的横坐标为横坐标，以当前变化矩形区域相关的下次扫描起点坐标的纵坐标为纵坐标，生成一个下次扫描范围的左上角坐标；以第一次检测出的变化矩形区域右下角的横坐标为横坐标，以屏幕的最大列数C为纵坐标生成一个下次扫描范围的右下角坐标；接着处理第二个下次扫描起点，直到本次检测中所有的下次扫描起点都被处理为止；步骤十一，检测下次扫描范围集合中所有的扫描区域，首先基于下次扫描范围集合中第一个扫描区域的宽度和高度，生成行扫描和列扫描的范围，重复步骤三到步骤十检测第一个扫描区域中变化的矩形区域块，接着处理第二个扫描区域，直到下次扫描范围集合中所有的扫描区域都被检测为止；步骤十二，重复步骤十到步骤十一，得到下一次扫描范围的变化矩形区域块，直到所有的下次扫描起点的纵坐标大于或等于最后一列采样点的纵坐标，整个屏幕检测完毕；步骤十三，得到了所有该帧故障图像相对于前一帧故障图像变化的面积最小的不重叠矩形区域的集合，检查该集合中的矩形区域，两个矩形其左上角纵坐标和右下角纵坐标相同，且一个矩形的右下角横坐标与另一个矩形左上角横坐标相邻，合并为一个矩形，然后再压缩并发送矩形区域的集合所包含的故障图像数据及对应坐标到客户端；步骤十四，故障图像接收端将接收的数据减压后基于每个矩形区域故障图像数据及对应坐标整合至前一帧故障图像中并显示；步骤十五，每隔T秒重复步骤二到步骤十四，根据应用场景的不同和带宽的要求，对间隔时间T做调整。