一种超声波纠偏传感器的自动标定方法技术

本发明专利技术针对现有技术的局限性，提出了一种超声波纠偏传感器的自动标定方法，本发明专利技术针对超声波纠偏传感器人工标定耗时耗力且误差较大的问题，通过对卷材偏移量与超声波纠偏传感器输出电压之间的关系进行高阶多项式拟合，可以便捷、高效、准确地对超声波纠偏传感器进行标定，保证了超声波纠偏传感器可以充分发挥高精度优势，提高了纠偏控制系统的准确度。提高了纠偏控制系统的准确度。提高了纠偏控制系统的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波纠偏传感器的自动标定方法


[0001]本专利技术涉及卷材印刷、成型等工艺的
，具体地，涉及一种超声波纠偏传感器的自动标定方法。

技术介绍

[0002]超声波纠偏传感器是纠偏控制系统的重要组成部分。卷材在加工生产中，由于摩擦力、设备振动、张力不均等各种因素影响，很容易造成卷材横向跑偏的现象，进而导致收卷不齐、检测不准或加工精度下降等问题，严重时甚至会使卷材褶皱变形，纠偏控制系统可以有效减少和纠正这种跑偏现象。
[0003]如授权公告日为2017.12.12的中国专利技术专利：卷材收卷自动纠偏控制系统及方法中所示，所述的机架上设有检测卷材边缘位置的位置传感器与检测支撑平台位移的位移传感器，位置传感器、位移传感器的输出信号连接纠偏控制器，所述纠偏控制器的输出控制信号连接纠偏执行机构，所述纠偏执行机构为气动调节机构，通过气缸调节支撑平台左右位置实现纠偏。其中，超声波纠偏传感器的作用则是检测卷材是否跑偏，是纠偏过程中至关重要的一环，超声波纠偏传感器的精确度决定了整个纠偏控制系统的精确度。目前，尚未有具体的方案为超声波纠偏传感器实现快速和高精度的自动标定，因此现有技术仍有一定的局限性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的局限，本专利技术提出一种超声波纠偏传感器的自动标定方法，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种超声波纠偏传感器的自动标定方法，对于由控制单元、电源、步进电机、由所述步进电机带动的纠偏机构以及超声波纠偏传感器组成的卷材纠偏控制设备，包括以下步骤：
>[0006]S1，确定超声波纠偏传感器的有效检测范围；
[0007]S2，根据预设的测量分辨率，控制纠偏机构使卷材的边缘在超声波纠偏传感器的有效检测范围内逐步移动，记录超声波纠偏传感器在各卷材偏移量下的输出电压；
[0008]S3，根据所述步骤S2的结果，对卷材偏移量与超声波纠偏传感器输出电压之间的关系进行高阶多项式拟合，对拟合所得的多项式方程的高阶多项式系数进行求解，以求解结果作为超声波纠偏传感器的特性参数。
[0009]相较于现有技术，本专利技术针对超声波纠偏传感器人工标定耗时耗力且误差较大的问题，提出一种超声波纠偏传感器的自动标定方法，通过对卷材偏移量与超声波纠偏传感器输出电压之间的关系进行高阶多项式拟合，可以便捷、高效、准确地对超声波纠偏传感器进行标定，保证了超声波纠偏传感器可以充分发挥高精度优势，提高了纠偏控制系统的准确度。
[0010]作为一种优选方案，所述步骤S1中包括以下过程：
[0011]移动超声波纠偏传感器，使卷材的边缘处于超声波纠偏传感器的检测范围，固定超声波纠偏传感器，记录超声波纠偏传感器此时的输出电压u0；
[0012]控制纠偏机构使卷材的边缘依次移动至输出电压为控制纠偏机构使卷材的边缘依次移动至输出电压为的位置，直到以时的偏移位置作为超声波纠偏传感器的有效检测范围的0V边界；
[0013]控制纠偏机构使卷材的边缘依次移动至电压为控制纠偏机构使卷材的边缘依次移动至电压为的位置，直到以时的偏移位置作为超声波纠偏传感器的有效检测范围的5V边界。
[0014]进一步的，所述步骤S2中包括以下过程：
[0015]控制纠偏机构使卷材的边缘从所述有效检测范围的5V边界位置出发，根据预设的测量分辨率，向所述有效检测范围的0V边界位置移动，对移动过程中的卷材偏移量y与对应的超声波纠偏传感器输出电压x进行记录。
[0016]更进一步的，所述步骤S3中包括以下过程：
[0017]建立卷材偏移量y
n
与超声波纠偏传感器输出电压x
n
的非齐次方程组：
[0018]y＝a0+a1x+a2x2+
…
+a
k
x
k
；其中，k为高阶多项式的最高阶数，a0,a1,a2......a
k
为高阶多项式系数；
[0019]根据所述非齐次方程组，对卷材偏移量与超声波纠偏传感器输出电压之间的关系进行高阶多项式拟合；
[0020]根据所述步骤S2的结果以及高阶多项式拟合的拟合结果，求解高阶多项式系数a0,a1,a2......a
k
的值。
[0021]更进一步的，所述高阶多项式拟合按照使偏差平方和最小的目标进行拟合：
[0022][0023]更进一步的，所述步骤S33中包括以下过程：
[0024]根据所述步骤S2的结果，计算出以及后，代入以下公式，获得高阶多项式系数a0,a1,a2......a
k
的值：
[0025][0026]作为一种可选方案，所述测量分辨率为0.05m。
[0027]本专利技术还包括以下内容：
[0028]一种超声波纠偏传感器的自动标定系统，包括依序连接的有效检测范围确定模块、控制记录模块以及特性参数获取模块；其中：
[0029]所述有效检测范围确定模块用于确定超声波纠偏传感器的有效检测范围；
[0030]所述控制记录模块用于根据预设的测量分辨率，控制纠偏机构使卷材的边缘在超声波纠偏传感器的有效检测范围内逐步移动，记录超声波纠偏传感器在各卷材偏移量下的输出电压；
[0031]所述特性参数获取模块用于根据所述控制记录模块的结果，对卷材偏移量与超声波纠偏传感器输出电压之间的关系进行高阶多项式拟合，对拟合所得的多项式方程的高阶多项式系数进行求解，以求解结果作为超声波纠偏传感器的特性参数。
[0032]一种存储介质，其上储存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的超声波纠偏传感器的自动标定方法的步骤。
[0033]一种卷材纠偏控制设备，包括控制单元、电源、步进电机、由所述步进电机带动的纠偏机构以及超声波纠偏传感器，所述控制单元包括存储介质、处理器以及储存在所述存储介质中并可被所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，通过实现前述的超声波纠偏传感器的自动标定方法的步骤，对所述超声波纠偏传感器进行自动标定。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例1提供的一种超声波纠偏传感器的自动标定方法的步骤示意图；
[0035]图2为本专利技术实施例的一种超声波纠偏传感器的自动标定方法的原理示意图；
[0036]图3为本专利技术实施例2提供的一种超声波纠偏传感器的自动标定系统的示意图。
具体实施方式
[0037]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0038]应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
[0039]在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波纠偏传感器的自动标定方法，对于由控制单元、电源、步进电机、由所述步进电机带动的纠偏机构以及超声波纠偏传感器组成的卷材纠偏控制设备，其特征在于，包括以下步骤：S1，确定超声波纠偏传感器的有效检测范围；S2，根据预设的测量分辨率，控制纠偏机构使卷材的边缘在超声波纠偏传感器的有效检测范围内逐步移动，记录超声波纠偏传感器在各卷材偏移量下的输出电压；S3，根据所述步骤S2的结果，对卷材偏移量与超声波纠偏传感器输出电压之间的关系进行高阶多项式拟合，对拟合所得的多项式方程的高阶多项式系数进行求解，以求解结果作为超声波纠偏传感器的特性参数。2.根据权利要求1所述的超声波纠偏传感器的自动标定方法，其特征在于，所述步骤S1中包括以下过程：移动超声波纠偏传感器，使卷材的边缘处于超声波纠偏传感器的检测范围，固定超声波纠偏传感器，记录超声波纠偏传感器此时的输出电压u0；控制纠偏机构使卷材的边缘依次移动至输出电压为(n＝0,1,2,3,...)的位置，直到以时的偏移位置作为超声波纠偏传感器的有效检测范围的0V边界；控制纠偏机构使卷材的边缘依次移动至电压为控制纠偏机构使卷材的边缘依次移动至电压为的位置，直到以时的偏移位置作为超声波纠偏传感器的有效检测范围的5V边界。3.根据权利要求2所述的超声波纠偏传感器的自动标定方法，其特征在于，所述步骤S2中包括以下过程：控制纠偏机构使卷材的边缘从所述有效检测范围的5V边界位置出发，根据预设的测量分辨率，向所述有效检测范围的0V边界位置移动，对移动过程中的卷材偏移量y与对应的超声波纠偏传感器输出电压x进行记录。4.根据权利要求3所述的超声波纠偏传感器的自动标定方法，其特征在于，所述步骤S3中包括以下过程：建立卷材偏移量y
n
与超声波纠偏传感器输出电压x
n
的非齐次方程组：y＝a0+a1x+a2x2+
…
+a
k
x
k
；其中，k为高阶多项式的最高阶数，a0,a1,a2......a
k
为高阶多项式系数；根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，方航天，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：