一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于Faster‑rcnn的涂料闭环供给系统，包括涂料压力罐、空气供给管道、比例阀、压力传感器、液位传感器、涂料输送管、喷涂装置、质量流量计、模糊控制器及PI控制器，所述模糊控制器用于通过从质量流量模型中提取特征数据进行模型训练，得到特征数据的最优解，并根据特征数据以及相应的质量流量值构建输出控制表，以及根据给定质量流量期望值，获取相对应的目标特征数据，得出相应的比例阀的开度，所述PI控制器用于调整比例阀开度。本发明专利技术结合模糊控制器以及PI控制器，组成双闭环涂料供给系统，在提高系统的响应速度的同时，也保持了系统涂料供给量控制的高精度。相应地，本发明专利技术还提供一种基于Faster‑rcnn的涂料闭环供给系统控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统及控制方法
本专利技术涉及自动化
，具体而言，涉及一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统及控制方法。
技术介绍
目前现有的自动涂料供给系统主要以螺杆泵作为微量驱动源，通过不同的旋转速度控制涂料的供给量，并通过出口的质量流量计反馈并控制供给量，所采用的控制模式多为半闭环或普通PID，存在整系统响应性不高等问题。经过大量检索发现一些典型的现有技术，如图3所示，申请号为201721709944.1的专利公开了一种可用于高粘度双组分涂料的定量供给及混合系统，其可精准控制被喷涂物件表面的涂料喷涂厚度，避免发生流挂，喷涂不均匀等问题，提高产品合格率。又如图4所示，申请号为201210237982.7的专利公开了一种涂料供给系统及涂料供给方法，其能够在涂料换色时的清洗中大幅削减涂料损失，由此能够降低喷涂成本。又如图5所示，申请号为201910404435.5的专利公开了一种高粘度液体涂料精准定量供给系统，其可使每种高粘度液体涂料混合前精准定量，喷涂前达到完全均匀混合的状态。综上可知，对于涂料供给系统，其实际应用中的亟待处理的实际问题(如提高系统响应性等)还有很多未提出具体的解决方案。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足提供了一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统及控制方法，本专利技术的具体技术方案如下：一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统，包括：涂料压力罐，用于存储涂料；空气供给管道，用于将供气装置输出的压缩空气输送至涂料压力罐；比例阀，设于空气供给管道之上，用于控制输入到涂料压力罐中的空气压力；压力传感器，设于比例阀与涂料压力罐之间的空气供给管道之上，用于检测涂料压力罐中涂料所受的空气压力；液位传感器，设于涂料压力罐之中，用于检测涂料压力罐中涂料的液位；涂料输送管，用于将涂料输送至喷涂装置；喷涂装置，用于喷涂工件；质量流量计，设于涂料输送管之上，用于检测涂料输送管中涂料的输出质量流量值Zh；所述涂料闭环供给系统还包括模糊控制器以及PI控制器；所述模糊控制器用于通过从质量流量模型中提取特征数据ΔH以及pt进行模型训练，得到不同质量流量期望值所对应的特征数据的最优解，并根据特征数据以及特征数据所对应的质量流量值构建输出控制表，以及根据给定质量流量期望值，获取与给定质量流量期望值相对应的目标特征数据，并根据目标特征数据以及输出控制表得出相应的比例阀的开度Uf；所述PI控制器用于调整比例阀开度，使输出质量流量值Zh等于质量流量期望值Zm；其中，Zm为质量流量期望值，p0为涂料在标准大气压下的密度，g为重力加速度，Sd为涂料输出管道的截面积，H1以及H2分别为前后两个时间内涂料压力罐中涂料的高度，pt为涂料压力罐中涂料所受到的空气压强，ΔH为涂料在空气压强pt作用下的位移变化量。可选的，所述涂料压力罐的外侧设有水暖层。可选的，所述涂料压力罐中设有温度传感器。可选的，所述液位传感器为光电式液位传感器。可选的，所述涂料闭环供应系统还包括涂料进料管，所述涂料进料管用于往涂料压力罐输送涂料。所述涂料压力罐中设有搅拌装置。相应地，本专利技术还提供一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统控制方法，其应用于如权利要求1至6中任何一项所述的涂料闭环供给系统，包括如下步骤：步骤1，构建涂料的质量流量模型其中Zm为质量流量期望值，p0为涂料在标准大气压下的密度，g为重力加速度，Sd为涂料输出管道的截面积，H1以及H2分别为前后两个时间内涂料压力罐中涂料的高度，pt为涂料压力罐中涂料所受到的空气压强；步骤2，从质量流量模型中提取特征数据ΔH以及pt进行模型训练，得到不同质量流量期望值所对应的特征数据的最优解，其中ΔH为涂料在空气压强pt作用下的位移变化量；步骤3，根据特征数据以及特征数据所对应的质量流量值，构建输出控制表；步骤4，给定质量流量期望值，获取与给定质量流量期望值相对应的目标特征数据，并根据目标特征数据以及输出控制表得出相应的比例阀的开度Uf；步骤5，测量涂料输出管道中涂料的输出质量流量值Zh，比较输出质量流量值Zh与质量流量期望值Zm，若输出质量流量值Zh与质量流量期望值Zm存在偏差，则通过PI控制器调整比例阀开度直至输出质量流量值Zh等于质量流量期望值Zm。可选的，在步骤2中，从质量流量模型中提取特征数据ΔH以及pt后，运用卷积神经网络进行模型训练。可选的，在步骤4中，给定质量流量期望值后，通过Faster-rcnn算法对特征数据进行目标检测来获取目标特征数据。本专利技术所取得的有益效果包括：1、利用空气供给装置代替原有螺杆泵作为涂料供给驱动器，在降低了整个系统成本的同时，也保持了系统高精度的涂料供给量。2、结合模糊控制器以及PI控制器，组成双闭环涂料供给系统，在提高系统的响应速度的同时，也保持了系统涂料供给量控制的高精度。3、运用卷积神经网络对构建的质量流量模型进行模型训练，给定质量流量期望值后，通过Faster-rcnn算法对特征数据进行目标检测来获取目标特征数据，并根据目标特征数据以及输出控制表得出相应的比例阀的开度，使得系统对于非线性影响具有很强的干扰能力，并且可扩展性强，可适应不同的喷涂装置和不同特质的涂料。附图说明从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术，将重点放在示出实施例的原理上。图1是本专利技术实施例中一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例中一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统控制方法的流程示意图；图3是现有技术中，一种可用于高粘度双组分涂料的定量供给及混合系统的结构示意图；图4是现有技术中，一种涂料供给系统及涂料供给方法的结构示意图；图5是现有技术中，一种高粘度液体涂料精准定量供给系统的结构示意图。附图标记说明：1、涂料压力罐；2、空气供给管道；3、比例阀；4、压力传感器；5、液位传感器；6、涂料输送管；7、喷涂装置；8、质量流量计；9、温度传感器；10、水暖层；11、调节阀；12、搅拌装置。具体实施方式为了使得本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本专利技术的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统，包括：/n涂料压力罐，用于存储涂料；/n空气供给管道，用于将供气装置输出的压缩空气输送至涂料压力罐；/n比例阀，设于空气供给管道之上，用于控制输入到涂料压力罐中的空气压力；/n压力传感器，设于比例阀与涂料压力罐之间的空气供给管道之上，用于检测涂料压力罐中涂料所受的空气压力；/n液位传感器，设于涂料压力罐之中，用于检测涂料压力罐中涂料的液位；/n涂料输送管，用于将涂料输送至喷涂装置；/n喷涂装置，用于喷涂工件；/n质量流量计，设于涂料输送管之上，用于检测涂料输送管中涂料的输出质量流量值Z

【技术特征摘要】
1.一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统，包括：
涂料压力罐，用于存储涂料；
空气供给管道，用于将供气装置输出的压缩空气输送至涂料压力罐；
比例阀，设于空气供给管道之上，用于控制输入到涂料压力罐中的空气压力；
压力传感器，设于比例阀与涂料压力罐之间的空气供给管道之上，用于检测涂料压力罐中涂料所受的空气压力；
液位传感器，设于涂料压力罐之中，用于检测涂料压力罐中涂料的液位；
涂料输送管，用于将涂料输送至喷涂装置；
喷涂装置，用于喷涂工件；
质量流量计，设于涂料输送管之上，用于检测涂料输送管中涂料的输出质量流量值Zh；
其特征在于，还包括模糊控制器以及PI控制器；
所述模糊控制器用于通过从质量流量模型中提取特征数据ΔH以及pt进行模型训练，得到不同质量流量期望值所对应的特征数据的最优解，并根据特征数据以及特征数据所对应的质量流量值构建输出控制表，以及根据给定质量流量期望值，获取与给定质量流量期望值相对应的目标特征数据，并根据目标特征数据以及输出控制表得出相应的比例阀的开度Uf；
所述PI控制器用于调整比例阀开度，使输出质量流量值Zh等于质量流量期望值Zm；
其中，Zm为质量流量期望值，p0为涂料在标准大气压下的密度，g为重力加速度，Sd为涂料输出管道的截面积，H1以及H2分别为前后两个时间内涂料压力罐中涂料的高度，pt为涂料压力罐中涂料所受到的空气压强，ΔH为涂料在空气压强pt作用下的位移变化量。


2.如权利要求1所述的一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统，其特征在于，所述涂料压力罐的外侧设有水暖层。


3.如权利要求2所述的一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统，其特征在于，所述涂料压力罐中设有温度传感器。


4.如权利要求3所述的一种基于Faster-rcnn的涂料闭环供给系统，其特征在于，所述液位传感器为光电式液位传感器。

【专利技术属性】
技术研发人员：王志锋，郭成龙，林泽钦，陈海初，甑志明，谢恒，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44