纤维水泥板抛光设备的自动控制系统及方法与流程

本技术涉及智能生产控制领域，且更为在本技术的实施例中，涉及一种纤维水泥板抛光设备的自动控制系统及方法。

背景技术：

1、纤维水泥板是一种复合材料，由水泥、砂、水以及纤维（如玻璃纤维、聚酯纤维等）组成，这种板材具有强度高、耐候性好、防火性能强等特点，广泛应用于建筑行业。在生产过程中，纤维水泥板需要经过抛光处理以达到表面光滑的要求，提高美观性和使用寿命。通过对抛光过程进行控制可以确保抛光均匀性，改善板材的平整度和光泽度，减少表面裂纹，确保板材在外墙装饰的长期耐用性和视觉效果。

2、然而，传统方法在控制抛光过程时，主要依赖于预设程序或基础的传感器技术，这种方法存在一些明显的局限性。具体地，这种控制方法无法实时监控抛光过程中参数的时序动态变化，以致无法根据实时数据来调整抛光头的压力或速度，导致控制精度不足。并且，预设程序的固定性无法适应不同批次材料的细微差异，进一步限制了抛光效果的优化。此外，依赖预设程序需要人工定期或不定期地设置和调整参数，不仅耗时费力，还容易因操作人员的经验差异导致参数设置不一致，进而影响产品质量的稳定性，并降低生产效率。

3、因此，期望一种纤维水泥板抛光设备的自动控制方案。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本技术。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，其包括：

3、通过机械手将待加工的纤维水泥板放置于抛光设备的指定加工区域，并对所述待加工的纤维水泥板进行固定；通过所述抛光设备对所述待加工的纤维水泥板进行抛光处理以得到抛光加工后纤维水泥板；对所述抛光加工后纤维水泥板进行质量检测以得到质量检测结果；基于所述质量检测结果对所述抛光加工后纤维水泥板进行筛选以得到加工合格纤维水泥板；

4、其中，通过所述抛光设备对所述待加工的纤维水泥板进行抛光处理以得到抛光加工后纤维水泥板，包括：在所述抛光加工过程中对所述抛光设备的抛光头压力进行实时控制，包括：

5、在抛光加工过程中，采集所述抛光设备的抛光头的振动信号；

6、获取所述抛光设备的抛光头压力数据的时间序列；

7、对所述抛光头压力数据的时间序列进行基于时序特征的核主成分特征动态聚合分析以得到抛光头压力时序特征聚合表示；

8、对所述抛光头的振动信号进行振动信号波形语义特征提取以得到抛光头振动波形语义特征后，再对所述抛光头振动波形语义特征和所述抛光头压力时序特征聚合表示进行交互融合以得到抛光头压力时序-振动波形语义融合特征；

9、基于所述抛光头压力时序-振动波形语义融合特征，得到下一时间点的抛光头压力数据推荐解码值。

10、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，对所述抛光头压力数据的时间序列进行基于时序特征的核主成分特征动态聚合分析以得到抛光头压力时序特征聚合表示，包括：

11、将所述抛光头压力数据的时间序列通过基于1d-cnn模型的压力时序编码器以得到抛光头压力局部时序关联特征向量的序列；

12、对所述抛光头压力局部时序关联特征向量的序列进行核主成分时序特征动态聚合以得到所述抛光头压力时序特征聚合表示。

13、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，对所述抛光头压力局部时序关联特征向量的序列进行核主成分时序特征动态聚合以得到所述抛光头压力时序特征聚合表示，包括：

14、从所述抛光头压力局部时序关联特征向量的序列中提取当前抛光头压力局部时序关联特征向量，并对所述当前抛光头压力局部时序关联特征向量进行核主成分分析以得到当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量；

15、将所述抛光头压力局部时序关联特征向量的序列中的其他抛光头压力局部时序关联特征向量定义为历史抛光头压力局部时序关联特征向量以得到历史抛光头压力局部时序关联特征向量的序列，并对所述历史抛光头压力局部时序关联特征向量的序列中的各个历史抛光头压力局部时序关联特征向量进行核主成分分析以得到历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列；

16、计算所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列中各个历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的时序传播衰减因子，并将得到的抛光头压力时序传播衰减因子的序列进行时间调制以得到抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列；

17、基于所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列，对所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量和所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列进行时序梯度衰减动态传播聚合以得到抛光头压力时序特征聚合表示向量作为所述抛光头压力时序特征聚合表示。

18、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，计算所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列中各个历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的时序传播衰减因子，并将得到的抛光头压力时序传播衰减因子的序列进行时间调制以得到抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列，包括：

19、计算所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列中的各个历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量相对于所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量的时序传播衰减因子以得到所述抛光头压力时序传播衰减因子的序列；

20、基于所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列中的各个历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量与所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量之间的时间跨度对所述抛光头压力时序传播衰减因子的序列中的各个抛光头压力时序传播衰减因子进行时间维度调制以得到所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列。

21、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，计算所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列中的各个历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量相对于所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量的时序传播衰减因子以得到所述抛光头压力时序传播衰减因子的序列，包括：

22、将所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量与所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量的对应位置的特征值相除以得到抛光头压力时序核主成分特征衰减向量；

23、计算所述抛光头压力时序核主成分特征衰减向量的每个特征值的绝对值的以二为底的对数函数值以得到抛光头压力时序核主成分特征衰减对数向量；

24、计算所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量与所述抛光头压力时序核主成分特征衰减对数向量的按位置点乘，将得到的点乘向量进行逐位置点加以得到抛光头压力时序传播衰减值；

25、计算以自然常数e为底的，所述抛光头压力时序传播衰减值为指数的指数函数以获得所述抛光头压力时序传播衰减因子。

26、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，基于所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列中的各个历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量与所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量之间的时间跨度对所述抛光头压力时序传播衰减因子的序列中的各个抛光头压力时序传播衰减因子进行时间维度调制以得到所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列，包括：

27、将所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量的时间戳与所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的时间戳进行相减后向下取整以得到抛光头压力时间跨度值；

28、计算以自然常数e为底的，所述抛光头压力时间跨度值为指数的指数函数以得到抛光头压力时间跨度调制值；

29、将所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量对应的抛光头压力时序传播衰减因子与所述抛光头压力时间跨度调制值进行相除以得到所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子。

30、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，基于所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列，对所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量和所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列进行时序梯度衰减动态传播聚合以得到抛光头压力时序特征聚合表示向量作为所述抛光头压力时序特征聚合表示，包括：

31、将所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列输入门控函数筛选模块以得到抛光头压力时序跨度调制传播衰减权重的序列；

32、基于所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减权重的序列，计算所述历史抛光头压力局部时序核主成分表示向量的序列的加权和以得到历史抛光头压力核主成分显著传播聚合表示向量；

33、计算所述历史抛光头压力核主成分显著传播聚合表示向量和所述当前抛光头压力局部时序核主成分表示向量的按位置加和以得到所述抛光头压力时序特征聚合表示向量；

34、其中，将所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列输入门控函数筛选模块以得到抛光头压力时序跨度调制传播衰减权重的序列，包括：

35、将所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子的序列中的各个抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子与预定阈值进行比较以得到所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减权重的序列；

36、其中，响应于所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子大于所述预定阈值，将大于所述预定阈值的所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子输入sigmoid函数；响应于所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子小于等于所述预定阈值，将小于等于所述预定阈值的所述抛光头压力时序跨度调制传播衰减因子置为零。

37、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，对所述抛光头的振动信号进行振动信号波形语义特征提取以得到抛光头振动波形语义特征后，再对所述抛光头振动波形语义特征和所述抛光头压力时序特征聚合表示进行交互融合以得到抛光头压力时序-振动波形语义融合特征，包括：

38、将所述抛光头的振动信号通过基于深度可分离卷积神经网络模型的振动信号波形语义特征提取器以得到抛光头振动波形语义特征向量作为所述抛光头振动波形语义特征；

39、将所述抛光头压力时序特征聚合表示向量和所述抛光头振动波形语义特征向量进行级联处理以得到抛光头压力时序-振动波形语义融合特征向量作为所述抛光头压力时序-振动波形语义融合特征。

40、基于上述的纤维水泥板抛光设备的自动控制方法，基于所述抛光头压力时序-振动波形语义融合特征，得到下一时间点的抛光头压力数据推荐解码值，包括：将所述抛光头压力时序-振动波形语义融合特征向量通过基于解码器的抛光头压力控制器以得到所述下一时间点的抛光头压力数据推荐解码值。

41、根据本技术的另一方面，提供了一种纤维水泥板抛光设备的自动控制系统，其包括：

42、抛光头振动信号采集模块，用于在抛光加工过程中，采集抛光设备的抛光头的振动信号；

43、抛光头压力数据时间序列采集模块，用于获取所述抛光设备的抛光头压力数据的时间序列；

44、核主成分特征动态聚合分析模块，用于对所述抛光头压力数据的时间序列进行基于时序特征的核主成分特征动态聚合分析以得到抛光头压力时序特征聚合表示；

45、振动信号波形语义特征处理模块，用于对所述抛光头的振动信号进行振动信号波形语义特征提取以得到抛光头振动波形语义特征后，再对所述抛光头振动波形语义特征和所述抛光头压力时序特征聚合表示进行交互融合以得到抛光头压力时序-振动波形语义融合特征；

46、抛光头压力数据推荐解码模块，用于基于所述抛光头压力时序-振动波形语义融合特征，得到下一时间点的抛光头压力数据推荐解码值。

47、与现有技术相比，本技术提供的一种纤维水泥板抛光设备的自动控制系统及方法，其通过采集抛光设备的抛光头的振动信号和抛光头压力数据的时间序列，并采用基于人工智能的数据分析和处理技术来对抛光头压力数据进行局部时序关联分析和核主成分时序动态聚合，对抛光头的振动信号进行波形语义提取，以自动地推荐下一时间点的抛光头压力数据值。这样，能够实时监控抛光过程中的参数变化，动态调整抛光头的压力，从而减轻操作人员的工作负担，提高控制的精准度。并且能够适应不同材料的细微差异进行压力自适应调整，以此实现对抛光过程的智能控制。