一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及计算机技术领域，具体为一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控系统及方法，所述系统包括丢步量分析模块，所述丢步量分析模块获取数据库中待测步进驱动器的工作温度理论范围，记为第一温度区间，获取运行时长t时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度，记为第一偏差温度，并分析第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系。本发明专利技术在对步进驱动器的硬件数据进行监控的过程中，兼顾到影响步进驱动器硬件参数的外在因素对现有硬件参数的影响情况，并通过分析外在因素对硬件参数的影响趋势，提前对步进驱动器进行预警，实现对步进驱动器硬件参数的有效监管。监管。监管。

【技术实现步骤摘要】
一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控系统及方法


[0001]本专利技术涉及计算机
，具体为一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控系统及方法。

技术介绍

[0002]步进驱动器常用于数控车床、平缝机、自动点胶机、自动送料系统等设备，主要用于制造业；其作用是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个步距角，进而可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。
[0003]工业级步进电机和步进驱动器存在具体理论工作温度范围，且步进驱动器在超低温区域环境时步进电机局部材料发生脆化现象，步进电机驱动器的一小部分元件参数漂移，而在持续高温区域环境下，步进电机驱动器的元件也会出现漂移，步进电机的磁钢会出现热脱磁，进而导致力矩下降，运行过程中出现丢步的情况；但是在运行过程中，步进驱动器内部也会产生热量，会使得步进驱动器的运行温度升高，进而升高的温度会影响步进驱动器的正常运行。
[0004]现有的应用数据分析技术的硬件参数分析监控系统中，只是简单的对设备的硬件数据进行监管，并根据监测到的硬件数据对预设值进行比较，并根据比较结果对监测的硬件参数进行预警；但是该方式存在较大的缺陷，没有考虑到影响具体硬件参数的外在因素对现有硬件参数的影响情况，进而无法分析外在因素对硬件参数的影响趋势并提前进行预警。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]S1、获取待测步进驱动器每次运行过程中各个运行时长对应的环境信息，所述环境信息包括运行空间中的温度及步进驱动器自身的温度，
[0008]将运行时长t对应的环境信息记为{T1t，T2t}，所述T1t表示运行时长t时运行空间中的温度，T2t表示运行时长t时步进驱动器自身的温度，所述待测步进驱动器同一次运行过程中各个运行时长对应的环境信息保存到一个集合中；
[0009]S2、获取数据库中待测步进驱动器的工作温度理论范围，记为第一温度区间，获取运行时长t时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度，记为第一偏差温度，并分析第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系；
[0010]S3、获取历史数据中，待测步进驱动器所处运行空间内，步进驱动器自身的温度与
相应运行空间中的温度之间的温度偏差值，记为第二温度偏差值，并分析第二温度偏差值随运行时长的变化关系；
[0011]S4、结合S2及S3中的分析结果，预测基于当前时间的后续第二单位时间t2内的待测步进驱动器丢步量，并对待测步进驱动器的角位移量进行校准，所述第二单位时间t2为数据库中预置的常数；
[0012]S5、获取待测步进驱动器在当前时间对应的运行次数中，待测步进驱动器角位移量的校准数据变化情况，计算步进驱动器角位移量的总校准值，并将所得总校准值与监测阈值进行比较，所述监测阈值为数据库中预置的常数，
[0013]当所得总校准值大于等于监测阈值时，则判定待测驱动器运行状态异常，向用户进行预警，并控制待测驱动器停止运行，
[0014]当所得总校准值小于监测阈值时，则判定待测驱动器运行状态正常，无需向用户进行预警。
[0015]进一步的，所述S2中分析第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系的方法包括以下步骤：
[0016]S21、获取数据库中不同运行时长对应的第一偏差温度，并获取历史数据中在第一单位时间t1内保持第一偏差温度不变的情况下，相应待测步进驱动器的丢步量，所述第一单位时间t1为数据库中预置的常数，
[0017]将在第一单位时间t1内保持第一偏差温度PT不变时，相应待测步进驱动器的丢步量记为DPT，得到第一偏差温度关系对(PT，DPT)；
[0018]S22、获取历史数据中PT为不同值时对应的各个第一偏差温度关系对；
[0019]S23、以o为原点、以第一偏差温度为x轴且以步进驱动器的丢步量为y轴，构建平面直角坐标系，并将S22中获取的各个第一偏差温度关系对分别在平面直角坐标系中相应的坐标点上进行标记；
[0020]S24、结合数据库中预置的函数关系模型y＝a1*tansig2(a2*x+a3)+a4，且tansig(x)＝2/(1+e
‑
2x
)
‑
1，在matlab软件中对平面直角坐标系内的各个标记点进行线性拟合，所得拟合曲线为第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系，将所得拟合曲线对应的函数记为F(x)，所述a1、a2、a3及a4均为函数关系模型系数。
[0021]本专利技术分析第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系，是考虑到步进驱动器在超低温区域环境步进电机局部材料发生脆化现象，步进电机驱动器的一小部分元件参数漂移，而在持续高温区域环境下，步进电机驱动器的元件也会出现漂移，进而使得运行过程中出现丢步的情况；不同的第一偏差温度对步进驱动器的影响是不同的，在步进驱动器的工作温度理论范围(第一温度区间)内，步进驱动器不出现丢步情况；当步进驱动器自身的温度大于第一温度区间中的最大值时，则进电机驱动器的元件受高温影响会出现漂移，进而产生丢步现象；当步进驱动器自身的温度小于第一温度区间中的最小值时，则进电机驱动器局部材料受低温影响发生脆化现象，步进电机驱动器的部分元件参数会出现漂移，进而产生丢步现象。
[0022]进一步的，所述S2中获取运行时长t时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度的方法包括以下步骤：
[0023]S211、获取运行时长t时步进驱动器自身的温度T2t；
[0024]S212、获取第一温度区间中的最大温度及最小温度，将第一温度区间中的最大温度记为WT1，将第一温度区间中的最小温度记为WT2；
[0025]S213、得到运行时长t时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度，记为PTt，
[0026]当T2t＝WT2时，则PTt＝0；
[0027]当T2t≠WT2时，则PTt＝(T2t
‑
WT2)/|T2t
‑
WT2|*min{|T2t
‑
f[WT2，WT1]|}，
[0028]其中，f[WT2，WT1]表示大于等于WT2且小于等于WT1的温度区间中的任意一个温度值，
[0029]min{|T2t
‑
f[WT2，WT1]|}表示f[WT2，WT1]为不同值时，T2t
‑
f[WT2，WT1]对应的各个绝对值中的最小值。
[0030]本专利技术中第一偏差温度考虑到低温时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度(此时第一偏差温度为负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、获取待测步进驱动器每次运行过程中各个运行时长对应的环境信息，所述环境信息包括运行空间中的温度及步进驱动器自身的温度，将运行时长t对应的环境信息记为{T1t，T2t}，所述T1t表示运行时长t时运行空间中的温度，T2t表示运行时长t时步进驱动器自身的温度，所述待测步进驱动器同一次运行过程中各个运行时长对应的环境信息保存到一个集合中；S2、获取数据库中待测步进驱动器的工作温度理论范围，记为第一温度区间，获取运行时长t时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度，记为第一偏差温度，并分析第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系；S3、获取历史数据中，待测步进驱动器所处运行空间内，步进驱动器自身的温度与相应运行空间中的温度之间的温度偏差值，记为第二温度偏差值，并分析第二温度偏差值随运行时长的变化关系；S4、结合S2及S3中的分析结果，预测基于当前时间的后续第二单位时间t2内的待测步进驱动器丢步量，并对待测步进驱动器的角位移量进行校准，所述第二单位时间t2为数据库中预置的常数；S5、获取待测步进驱动器在当前时间对应的运行次数中，待测步进驱动器角位移量的校准数据变化情况，计算步进驱动器角位移量的总校准值，并将所得总校准值与监测阈值进行比较，所述监测阈值为数据库中预置的常数，当所得总校准值大于等于监测阈值时，则判定待测驱动器运行状态异常，向用户进行预警，并控制待测驱动器停止运行，当所得总校准值小于监测阈值时，则判定待测驱动器运行状态正常，无需向用户进行预警。2.根据权利要求1所述的一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控方法，其特征在于：所述S2中分析第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系的方法包括以下步骤：S21、获取数据库中不同运行时长对应的第一偏差温度，并获取历史数据中在第一单位时间t1内保持第一偏差温度不变的情况下，相应待测步进驱动器的丢步量，所述第一单位时间t1为数据库中预置的常数，将在第一单位时间t1内保持第一偏差温度PT不变时，相应待测步进驱动器的丢步量记为DPT，得到第一偏差温度关系对(PT，DPT)；S22、获取历史数据中PT为不同值时对应的各个第一偏差温度关系对；S23、以o为原点、以第一偏差温度为x轴且以步进驱动器的丢步量为y轴，构建平面直角坐标系，并将S22中获取的各个第一偏差温度关系对分别在平面直角坐标系中相应的坐标点上进行标记；S24、结合数据库中预置的函数关系模型y＝a1*tansig2(a2*x+a3)+a4，且tansig(x)＝2/(1+e
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2x
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1，在matlab软件中对平面直角坐标系内的各个标记点进行线性拟合，所得拟合曲线为第一偏差温度与待测步进驱动器丢步量之间的关系，将所得拟合曲线对应的函数记为F(x)，所述a1、a2、a3及a4均为函数关系模型系数。
3.根据权利要求2所述的一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控方法，其特征在于：所述S2中获取运行时长t时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度的方法包括以下步骤：S211、获取运行时长t时步进驱动器自身的温度T2t；S212、获取第一温度区间中的最大温度及最小温度，将第一温度区间中的最大温度记为WT1，将第一温度区间中的最小温度记为WT2；S213、得到运行时长t时步进驱动器自身的温度相对于第一温度区间的偏差温度，记为PTt，当T2t＝WT2时，则PTt＝0；当T2t≠WT2时，则PTt＝(T2t
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WT2)/|T2t
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WT2|*min{|T2t
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f[WT2，WT1]|}，其中，f[WT2，WT1]表示大于等于WT2且小于等于WT1的温度区间中的任意一个温度值，min{|T2t
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f[WT2，WT1]|}表示f[WT2，WT1]为不同值时，T2t
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f[WT2，WT1]对应的各个绝对值中的最小值。4.根据权利要求2所述的一种应用数据分析技术的硬件参数分析监控方法，其特征在于：所述S3中分析第二温度偏差值随运行时长的变化关系的方法包括以下步骤：S31、获取历史数据中，待测步进驱动器所处运行空间内，步进驱动器自身的温度与相应运行空间中的温度之间的温度偏差值，记为第二温度偏差值；S32、选取历史数据中步进驱动器相应运行空间中的温度保持不变的时间区间，将选取的时间区间中步进驱动器开始运行的时间点记为Tc，默认步进驱动器开始运行时的第二温度偏差值为0，将选取的时间区间中与Tc差值为Ta的时间点时步进驱动器对应的第二温度偏差值记为P1Ta，构建第二偏差数据对(Ta，P1Ta)，所述Ta的值与步进驱动器相应运行次数时对应的运行时长相等；S33、得到Ta为不同值时分别对应的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑冬梅，徐瑶，
申请(专利权)人：常州爱维电子控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：