申請?zhí)枺?01610190271.7
　　申請人：桂林電子科技大學(xué)
　　發(fā)明人：何少佳 覃昱超 夏振 紀(jì)效禮 羅奕 劉華東

　　摘要：本發(fā)明公開了一種六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)及其控制方法，包括中央處理器、變壓器和連接于中央處理器的輸入端上的電壓測量模塊、電流測量模塊，中央處理器的控制端與變壓器主回路上的調(diào)壓裝置連接，變壓器副回路上連接有待加工的石墨，還包括PLC控制器，PLC控制器的輸入端與中央處理器的控制端連接、其輸出端與變壓器副回路上的控制開關(guān)連接。本發(fā)明通過采用中央處理器和PLC控制器來實(shí)現(xiàn)同時關(guān)閉變壓器的加熱主、副回路的目的，實(shí)現(xiàn)電路的雙重保護(hù)；本發(fā)明除了采用了PID控制器進(jìn)行尋優(yōu)整定外，還采用基于模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行尋優(yōu)計(jì)算，達(dá)到穩(wěn)定調(diào)節(jié)加熱電功率的目的，并減小了系統(tǒng)的震蕩，增強(qiáng)了魯棒性，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。 　　主權(quán)利要求：1.六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)，包括中央處理器、變壓器和連接于中央處理器的輸入端上的電壓測量模塊、電流測量模塊，所述中央處理器的控制端與串接于變壓器主回路上的調(diào)壓裝置連接，變壓器副回路上連接有待加工的石墨，其特征在于：還包括PLC控制器，所述PLC控制器的輸入端與中央處理器的控制端連接，其輸出端與串接于變壓器副回路上的控制開關(guān)連接。
　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)，其特征在于：所述中央處理器包括均值濾波器、模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊和連接有顯示器的PID控制器，均值濾波器的輸入端連接有放大電路、其輸出端與模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸入端連接，模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸出端與PID控制器的輸入端，PID控制器的輸出端經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路后、與變壓器主回路上的調(diào)壓裝置連接。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)，其特征在于：在均值濾波器的輸出端與模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸入端之間連接 有一卡爾曼濾波器。
　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)，其特征在于：在中央處理器的輸入端上還連接有紅外傳感器和攝像頭。
　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)，其特征在于：在中央處理器的輸出端上還連接有存儲模塊和語音模塊。
　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)，其特征在于：所述控制開關(guān)為繼電器，用于控制變壓器副回路的通斷。
　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)，其特征在于：所述調(diào)壓裝置為可控硅，用于控制變壓器主回路的通斷以及調(diào)節(jié)變 壓器主回路加熱電壓的大小。
　　8.一種如權(quán)利要求1所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括電路保護(hù)控制步驟和加熱調(diào)功步驟，其中所述電路保護(hù)控制包括以下步驟：1)系統(tǒng)參數(shù)初始化，并向存儲模塊中植入用以合成人造金剛石的加工工藝參數(shù)、并設(shè)定參考值，所述加工工藝包括加熱階段、保溫階段和冷卻階段，其中加熱階段采用慢升壓工藝；2)開始給石墨片加熱：通過電壓、電流測量模塊采集變壓器主回路上的電壓、電流瞬時值；然后發(fā)送至中央處理器，中央處理器經(jīng)放大、濾波處理后再進(jìn)行計(jì)算，得到加熱的電功率瞬時值；3)中央處理器將該電功率瞬時值與參考值進(jìn)行比較，得到第一控制信號、并發(fā)送給變壓器主回路上的調(diào)壓裝置；中央處理器同時也將該電功率瞬時值發(fā)送給PLC控制器，PLC控制器將該電功率瞬時值與參考值進(jìn)行比較，得到第二控制信號、并發(fā)送給變壓器副回路上的控制開關(guān)；所述加熱調(diào)功在執(zhí)行電路保護(hù)控制的1)、2)步驟的基礎(chǔ)上，繼續(xù)執(zhí)行以下步驟：Ⅰ)中央處理器內(nèi)的模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊對過濾處理后的電功率瞬時值進(jìn)行尋優(yōu)處理，整定出PID控制器中調(diào)節(jié)系數(shù)比例Kp、積分ki、微分kd，并反饋至PID控制器中，PID控制器將各調(diào)整系數(shù)顯示在顯示器上，同時PID控制器的輸出端經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路后與串接于變壓器主回路上的調(diào)壓裝置連接，通過調(diào)節(jié)調(diào)壓裝置來控制變壓器主回路的電壓以達(dá)到調(diào)整金剛石合成加熱電功率的目的。
　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述電路保護(hù)控制的步驟2)中，所述濾波處理為在加熱階段采用均值濾波器進(jìn)行濾波、而在保溫階段是在均值濾波處理后再采用卡爾曼濾波器進(jìn)行濾波處理。
　　10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述加熱調(diào)功的步驟Ⅰ)中，所述尋優(yōu)處理為模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊在金剛石不同的溫控周期進(jìn)行不斷學(xué)習(xí)整定，計(jì)算出當(dāng)前的加熱電功率的平均有效值、并與設(shè)定參考值進(jìn)行比較，獲得誤差值，最后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)權(quán)值算法學(xué)習(xí)及不斷地更新、修正。