[发明专利]一种自动寸进调节的智能取料控制装置

权利要求书

1.一种自动寸进调节的智能取料控制装置，其特征在于，所述控制装置包括PLC控制系统，检测单元，定位装置、驱动装置，网络数据交互设备以及高性能工控机，

其中定位装置包括倾角仪、格雷母线，分别安装在堆取料机设备本体的测量位置，倾角仪设备安装在设备悬臂尾端接近俯仰动作机构中心位置水平处；走行格雷母线安装在轨道低压线缆槽侧，配套天线箱安置在设备回转平台处进行走行数据定位；回转格雷母线围绕设备回转平台进行安装，天线箱安置在设备回转中轴外轮廓上进行回转数据定位；

检测单元包括：雷达测距仪和电子皮带秤，安装在设备悬臂前端平台距斗轮机构3M位置，其中雷达测距仪用于测量取料过程中前部及下部的物料距离；

驱动装置设置为电动执行机构；

网络数据交互装置设置为网络交换机设备，

所述高性能工控机包括：CPU：英特尔酷睿i7四核处理器；内存：16G；硬盘：1T，128GBSSD；显卡：NVIDA GTX1070；以太网卡：2*100M/1000M；显示器：24TFT显示器；取料控制应用程序运行设备终端，

实现取料控制的应用程序模块包括：主控运算模块，通信模块，定位跟踪装置，电气监控模块，运动控制模块，数据检测模块以及显示模块，所述主控运算模块采KNN算法（K最邻近算法），通过大数据采集将原数据库内信息进行归类及数据分析，求得最科学合理的动作命令执行距离量；通信模块采用多种协议形式进行通讯，包含TCP/IP协议,Socket协议，

所述定位跟踪装置与数据检测模块，分别采用三种不同形式进行数据采集，倾角仪设备通过隔离器接入PLC，将4-20MA电流变量根据设备量程设置转换成对应角度信息存入；雷达测距仪设备通过隔离器接入PLC，将12-35VDC电压变量根据设备量程设置转换成对应角度信息存入；电子皮带秤同格雷母线，通过自带PLC模块通过TCP/IP协议通讯方式直接将数据内容转析发送至堆取料机基础自动化PLC进行存入，运动控制模块主要组成部分是堆取料机基础自动化系统，将定位装置及检测单元信号接入PLC模拟量模块进行统计，同时接收主控运算模块下达的动作命令并控制相关机械结构执行走行、俯仰、回旋的动作控制指令；电气监控模块作为闭环控制方法最重要环节，提供电气机构状态监测预警以及执行机构动作执行闭环反馈功能，可以为电气机构的故障信息进行及时获取，也可以检验运动控制模块的动作控制是否准确无误执行到位，反馈执行精度确认信息回主控运算模块，保障本自动寸进调节的智能取料控制装置的有效实施；通过堆取料机基础自动化系统收集数据检测模块对控制对象位置信息以及控制对象当前取料作业过程中瞬时流量反馈信息的采集，控制对象为堆取料机，定位跟踪装置与数据检测模块分别实时录入当前堆取料机定位系统数据以及当前取料作业过程中电子皮带秤电流以及流量数据信息，通过主控运算模块将电子皮带秤瞬时流量转换为定期平均流量，同取料计划中目标流量进行比较，利用KNN算法实时掌握当前寸动距离与取料流量的比例关系，及时有效的下发寸进调节信号，堆取料机基础自动化系统执行寸进动作命令，通过调整寸进距离调节取料上料流量，辅助支撑实现智能取料功能。

2.根据权利要求1所述的自动寸进调节的智能取料控制装置，其特征在于，所述KNN算法的步骤如下：

1） 准备数据，对数据进行预处理；

2） 选用合适的数据结构存储训练数据和测试元组；

3）设定参数，k；

4）维护一个大小为k的按距离由大到小的优先级队列，用于存储最近邻训练元组，随机从训练元组中选取k个元组作为初始的最近邻元组，分别计算测试元组到这k个元组的距离，将训练元组标号和距离存入优先级队列；

5）遍历训练元组集，计算当前训练元组与测试元组的距离，将所得距离L 与优先级队列中的最大距离Lmax；

6） 进行比较，若L=Lmax，则舍弃该元组，遍历下一个元组，若L Lmax，删除优先级队列中最大距离的元组，将当前训练元组存入优先级队列；

7） 遍历完毕，计算优先级队列中k 个元组的多数类，并将其作为测试元组的类别；

8） 测试元组集测试完毕后计算误差率，继续设定不同的k值重新进行训练，最后取误差率最小的k 值。