本技术涉及控制系统,具体地,涉及一种拌料机智能化控制系统及方法。
背景技术:
1、焊膏是一种含有金属粉末和粘合剂的混合物,其粘度和流动性受温度影响。焊膏的均匀性对于确保焊接过程的一致性和最终产品的性能至关重要。在电子组装中,焊膏的流变性和粘度直接影响其在pcb上的印刷质量。不均匀的焊膏可能导致焊接缺陷,如空洞、桥接或其他不足,从而影响电子组件的电气连接和机械稳定性。因此,控制搅拌温度能够确保焊膏达到适合印刷和焊接的最佳状态,是实现高可靠性电子产品的关键步骤。
2、中国专利cn117348643b提出了一种焊膏搅拌机的温度控制方法、装置、终端以及存储介质,其通过获取待搅拌的焊膏的物料参数,然后基于物料参数确定焊膏搅拌机的温度控制过程中的升温阶段控制数据、恒温阶段控制数据和冷却阶段控制数据,最后基于升温阶段控制数据、恒温阶段控制数据和冷却阶段控制数据分别控制焊膏搅拌机的升温阶段、恒温阶段和冷却阶段。
3、在上述现有方案对焊膏搅拌机进行升温控制时,采用的是pd控制算法。然而,pd控制算法在设计时通常基于线性系统模型,这使得它在面对非线性系统或参数变化时,无法识别和响应焊膏状态的非线性变化,以致难以及时调整温度进行补偿,从而无法提供最佳的控制效果。此外,由于pd控制器依赖于固定的人工参数设置,而这些参数是在特定环境下进行优化的。而当环境条件发生变化,如温度波动或操作条件变动时,pd控制器无法更好地适应搅拌状态动态时序变化,从而导致焊膏质量的波动和不稳定。
4、因此,期望一种拌料机智能化控制方案。
技术实现思路
1、提供该
技术实现要素:
部分以便以简要的形式介绍构思,这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该发明内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
2、第一方面,本技术提供了一种拌料机智能化控制系统,所述系统包括:
3、焊膏搅拌状态图像获取模块,用于获取由摄像头采集的待搅拌焊膏在第一时间点的第一焊膏搅拌状态图像和在第二时间点的第二焊膏搅拌状态图像;
4、时间间隔计算模块,用于计算所述第二时间点与所述第一时间点之间的时间间隔;
5、焊膏搅拌状态特征提取模块,用于将所述第二焊膏搅拌状态图像和所述第一焊膏搅拌状态图像输入搅拌状态特征提取器以得到第一焊膏搅拌状态特征图和第二焊膏搅拌状态特征图;
6、搅拌状态局部特征提取模块,用于对所述第一焊膏搅拌状态特征图和所述第二焊膏搅拌状态特征图进行特征散化以得到第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合;
7、焊膏搅拌状态局部特征优化模块,用于将所述第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和所述第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合输入基于特征能量分布谱的特征序列选择优化模块以得到选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合;
8、焊膏状态语义偏移计算模块,用于将所述选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和所述选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合输入基于能量密集交互分布的序列间匹配网络以得到焊膏状态语义偏移系数;
9、焊膏状态语义变化率计算模块,用于将所述焊膏状态语义偏移系数除以所述时间间隔以得到焊膏状态语义变化率;
10、搅拌温度控制模块,用于基于所述焊膏状态语义变化率与预定阈值之间的比较,确定下一时间点的搅拌温度是否增加。
11、可选地,所述焊膏搅拌状态特征提取模块,用于:将所述第一焊膏搅拌状态图像和所述第二焊膏搅拌状态图像输入基于空洞卷积神经网络模型的搅拌状态特征提取器以得到所述第一焊膏搅拌状态特征图和所述第二焊膏搅拌状态特征图。
12、可选地,所述焊膏搅拌状态局部特征优化模块,包括:第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱计算单元,用于计算所述第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合中的各个第一焊膏搅拌状态局部特征向量的特征能量分布谱向量以得到第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量的集合;按位置均值向量计算单元,用于计算所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量的集合的按位置均值向量作为第一焊膏搅拌状态能量谱分布中心向量;第一焊膏搅拌状态能量分布谱跨度因子计算单元,用于计算所述第一焊膏搅拌状态能量谱分布中心向量与所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量的集合中的各个第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量之间的能量分布谱跨度因子以得到第一焊膏搅拌状态能量分布谱跨度因子的集合;跨度因子与预设阈值比较单元,用于基于所述第一焊膏搅拌状态能量分布谱跨度因子的集合中的各个第一焊膏搅拌状态能量分布谱跨度因子与预设阈值之间的比较,确定所述选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合。
13、可选地,所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱计算单元,包括:第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同子单元,用于分别计算所述各个第一焊膏搅拌状态局部特征向量与所述第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合中的其他各个第一焊膏搅拌状态局部特征向量之间的特征分布能量协同表示向量以得到多个第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同表示向量的集合;第一焊膏搅拌状态特征分布能量协同因子计算子单元,用于计算所述多个第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同表示向量的集合中各个第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同表示向量的集合的特征分布能量协同因子向量以得到所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量的集合。
14、可选地,所述第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同子单元,用于:从所述第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合中提取预定的第一焊膏搅拌状态局部特征向量;分别对所述预定的第一焊膏搅拌状态局部特征向量与其他各个所述第一焊膏搅拌状态局部特征向量进行逐元素最大值提取,以得到所述预定的第一焊膏搅拌状态局部特征向量对应的第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同表示向量的集合。
15、可选地,所述第一焊膏搅拌状态特征分布能量协同因子计算子单元,用于:分别提取所述第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同表示向量的集合中每个第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同表示向量的最大值以得到第一焊膏搅拌状态局部特征最大值的集合;分别计算所述每个第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同表示向量的均值和方差以得到第一焊膏搅拌状态局部特征均值的集合和第一焊膏搅拌状态局部特征方差的集合;将所述第一焊膏搅拌状态局部特征方差的集合和预设超参数进行按位置相加以得到第一焊膏搅拌状态局部特征第一能量分布系数的集合;计算所述第一焊膏搅拌状态局部特征最大值的集合与所述第一焊膏搅拌状态局部特征均值的集合中每组对应的第一焊膏搅拌状态局部特征最大值和第一焊膏搅拌状态局部特征均值的差值的平方以得到第一焊膏搅拌状态局部差异值的集合;将所述第一焊膏搅拌状态局部特征方差的集合与常数二进行按位置相乘以得到调制第一焊膏搅拌状态局部特征方差的集合;将所述第一焊膏搅拌状态局部差异值的集合和所述调制第一焊膏搅拌状态局部特征方差的集合中每组对应的第一焊膏搅拌状态局部差异值和调制第一焊膏搅拌状态局部特征方差相加后,将加和值与所述预设超参数进行相加以得到第一焊膏搅拌状态局部特征第二能量分布系数的集合;将所述第一焊膏搅拌状态局部特征第一能量分布系数的集合与所述第一焊膏搅拌状态局部特征第二能量分布系数的集合进行按位置相除以得到由多个特征分布能量协同因子组成的所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量。
16、可选地,所述第一焊膏搅拌状态能量分布谱跨度因子计算单元,用于:计算所述第一焊膏搅拌状态能量谱分布中心向量与所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量之间的按位置差分以得到第一焊膏搅拌状态差分特征向量;计算所述第一焊膏搅拌状态能量谱分布中心向量与所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱向量之间的协方差矩阵,并计算所述协方差矩阵的倒数以得到第一焊膏搅拌状态逆协方差矩阵;计算所述第一焊膏搅拌状态差分特征向量的转置向量和所述第一焊膏搅拌状态逆协方差矩阵与所述第一焊膏搅拌状态差分特征向量的乘积以得到第一焊膏搅拌状态分布值;计算所述第一焊膏搅拌状态分布值的平方根以得到所述第一焊膏搅拌状态能量分布谱跨度因子。
17、可选地,所述焊膏状态语义偏移计算模块,包括:焊膏搅拌状态局部特征能量协同响应值计算单元,用于计算所述选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和所述选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合中任意一对选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量和选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量之间的能量协同响应值以得到焊膏搅拌状态局部特征协同能量细粒度全局分布矩阵;空洞卷积编码单元,用于对所述焊膏搅拌状态局部特征协同能量细粒度全局分布矩阵进行空洞卷积编码以得到焊膏搅拌状态局部特征协同能量细粒度全局分布特征矩阵;序列间匹配度度量网络单元,用于将所述焊膏搅拌状态局部特征协同能量细粒度全局分布特征矩阵输入序列间匹配度度量网络以得到所述焊膏状态语义偏移系数。
18、可选地,所述焊膏搅拌状态局部特征能量协同响应值计算单元,用于:计算所述选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量和所述选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量之间的逐位置除法得到选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征向量;提取所述选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征向量的最大值以得到选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征最大值;分别计算所述选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征向量的均值和方差以得到选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征均值和选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征方差;将所述选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征方差和偏置项进行相加后得到的数值乘以四以得到选择后的焊膏搅拌状态局部特征第一能量协同响应值;计算所述选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征最大值与所述选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征均值的差值的平方以得到选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征差异值;将所述选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征方差乘以二得到的调制选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征方差与所述偏置项乘以二得到的数值和所述选择后的焊膏搅拌状态局部响应特征差异值进行相加以得到选择后的焊膏搅拌状态局部特征第二能量协同响应值;将所述选择后的焊膏搅拌状态局部特征第一能量协同响应值除以所述选择后的焊膏搅拌状态局部特征第二能量协同响应值以得到所述选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量和所述选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量之间的所述能量协同响应值。
19、第二方面,本技术提供了一种拌料机智能化控制方法,所述方法包括:
20、获取由摄像头采集的待搅拌焊膏在第一时间点的第一焊膏搅拌状态图像和在第二时间点的第二焊膏搅拌状态图像;
21、计算所述第二时间点与所述第一时间点之间的时间间隔;
22、将所述第二焊膏搅拌状态图像和所述第一焊膏搅拌状态图像输入搅拌状态特征提取器以得到第一焊膏搅拌状态特征图和第二焊膏搅拌状态特征图;
23、对所述第一焊膏搅拌状态特征图和所述第二焊膏搅拌状态特征图进行特征散化以得到第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合;
24、将所述第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和所述第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合输入基于特征能量分布谱的特征序列选择优化模块以得到选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合;
25、将所述选择后的第一焊膏搅拌状态局部特征向量的集合和所述选择后的第二焊膏搅拌状态局部特征向量的集合输入基于能量密集交互分布的序列间匹配网络以得到焊膏状态语义偏移系数;
26、将所述焊膏状态语义偏移系数除以所述时间间隔以得到焊膏状态语义变化率;
27、基于所述焊膏状态语义变化率与预定阈值之间的比较,确定下一时间点的搅拌温度是否增加。
28、采用上述技术方案,通过由摄像头采集待搅拌焊膏在第一时间点的第一焊膏搅拌状态图像和在第二时间点的第二焊膏搅拌状态图像,且计算第二时间点与第一时间点之间的时间间隔,并采用基于深度学习的图像分析和处理技术来对两个时间点的焊膏搅拌状态图像进行特征提取、选择优化和语义偏移计算,以此基于焊膏状态语义偏移系数与时间间隔之间的状态语义变化率与预定阈值之间的比较,来自动地确定下一时间点的搅拌温度是否增加。这样,能够实时采集焊膏搅拌状态图像,从而实现对焊膏状态的精准控制,减少了因温度调整不及时或不准确导致的质量波动和不稳定,以此提高了搅拌温度控制的自动化程度和智能化水平。
29、本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种拌料机智能化控制系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的拌料机智能化控制系统,其特征在于,所述焊膏搅拌状态局部特征优化模块,包括:
3.根据权利要求2所述的拌料机智能化控制系统,其特征在于,所述第一焊膏搅拌状态局部特征能量分布谱计算单元,包括:
4.根据权利要求3所述的拌料机智能化控制系统,其特征在于,所述第一焊膏搅拌状态局部特征分布能量协同子单元,用于:
5.根据权利要求4所述的拌料机智能化控制系统,其特征在于,所述第一焊膏搅拌状态特征分布能量协同因子计算子单元,用于:
6.根据权利要求5所述的拌料机智能化控制系统,其特征在于,所述第一焊膏搅拌状态能量分布谱跨度因子计算单元,用于:
7.根据权利要求6所述的拌料机智能化控制系统,其特征在于,所述焊膏状态语义偏移计算模块,包括:
8.根据权利要求7所述的拌料机智能化控制系统,其特征在于,所述焊膏搅拌状态局部特征能量协同响应值计算单元,用于:
9.一种拌料机智能化控制方法,其特征在于,包括: