專利名稱：諧振頻率識別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一股涉及具有運行故障的x^a (例如電機(jī))，特別是涉及為這樣
的系統(tǒng)i朋iji^^頻率。
背景技術(shù)：
典型地，控制器翻于控制Xik31程、生產(chǎn)設(shè)備和其{虹廠自動化系統(tǒng)， 例如,麟或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的專用計^m。工鵬審係統(tǒng)的核心是一個邏輯處理 器，諸如可編禾驟輯控制器(PLC)或基于PC的控制器。例如可編徵輯控制 器由系統(tǒng)設(shè)計者編程，S3i用戶設(shè)計的邏^fij^或用戶程序來控制生產(chǎn)過程。
用戶禾，存儲在存儲器中并一般由PLC以",方式執(zhí)行，盡f^常會出現(xiàn)諸如 指令跳轉(zhuǎn)、循環(huán)和中斷例程等瞎況。與用戶禾驕相關(guān)聯(lián)的^f共動態(tài)給PLC運 行和，旨的多個存儲單元或變量。通常，PLC之間的區(qū)別在于它們會辦處理的 輸入輸出(I/O)的M、存儲器的數(shù)量、指令的M和類型以及PLC中央處理 器(CPU)的速度。
因此， 一個典型的:oiffi制器可作為專用處理設(shè)備來控制(例如M自動 和半自動的手段)XM:程、機(jī)器、生產(chǎn)設(shè)備、體等等。這樣的控制器可以
執(zhí)行控制禾將或例程以測量一個或多i^t程變量^^^a程狀態(tài)的輸Af口/
或完成與進(jìn)程控帝湘關(guān)聯(lián)的輸出。例如，i!31衝共從存儲器到傳動器(例如電
機(jī)、驅(qū)動器、閥門、螺線管等等)的輸出，輸出?！姥肟梢灾苯优c一被鄉(xiāng)禾雖
行界面連接。在分布式控制系統(tǒng)中，M31將IDlffi制器分散到多個控制單元中 可以使控制器的硬件隨變得容易，多個控制單元中的每一個可以執(zhí)行不同的 功能?？刂迫蝿?wù)所需要的特定控制模±央可以共同連接在一位于機(jī)架中的通用底 板和/或艦網(wǎng)絡(luò)鵬麵言介質(zhì)連接。
例如，不同的控制模t央可以、歸公共通信驗在空間上分械^T^S。 數(shù)據(jù)可以皿公共的通信鏈接或網(wǎng)絡(luò)用這些遠(yuǎn)程?！姥雮魉停渲芯W(wǎng)絡(luò)上的部分
^^有模i央M:公共的和/或:Dlk的通信協(xié)i皿fi^信。控制系統(tǒng)中的控制器能夠互相通信，其中控制器駐留在其4鵬制系統(tǒng)中和減系統(tǒng)和/鵬用辦駐留在 控制環(huán)境(例如與系統(tǒng)和應(yīng)用，聘相關(guān)的業(yè)務(wù))之外。
:oiffi制器可以被定制為特定的電機(jī)和工業(yè)單元。這樣的電木腿常會產(chǎn)生 對電機(jī)運行很不利的故障。因此，對這樣的電機(jī)的i^H頻率識別就很重要，這 可以使工鵬統(tǒng)正常運行。通常，圍謝離頻率的操作將導(dǎo)致不可預(yù)料的、不 可控的電tn^行。例如，這樣的識別方法通?；冢陀性肼暤碾奍M率測 量，而這種測量會斷氐諧振頻率識別稱,補償?shù)臏?zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
下面簡要介紹發(fā)明以對本發(fā)明的各個方面有基本了解。這個鵬不是寬泛 的概覽也不試圖確定發(fā)明的關(guān)激重要元素或描繪戶脫發(fā)明不同方面的范圍。唯 一的目的就是以簡單的方式介紹一些 作為后纟，細(xì)描述的) 。
本發(fā)明鄉(xiāng)了M測量與工業(yè)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)的速率調(diào)節(jié)器的輸 出來識別:oik電機(jī)ii^頻率的方法和系統(tǒng)。艦將這樣的速率調(diào)節(jié)器的輸出(與 其他信號例如速率反饋信號相對)用于識別諧振頻率，來自諸如增M^文大器、 、搶波器等的lt^將被減輕，從而清楚地指示出系統(tǒng)的諧振頻率。速率調(diào)節(jié)器例 如M設(shè)置電機(jī),使電機(jī)驅(qū)動器育,控制電機(jī)以預(yù)定的織旋轉(zhuǎn)。同樣地， 電機(jī)驅(qū)動器的電流調(diào)節(jié)器可以設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，其中電流調(diào)節(jié)器可作為主內(nèi)環(huán)
并需要由速率調(diào)節(jié)，制。電機(jī)和驅(qū)動器可以通過兩條電纜耦合(例如Mil電
源電纜和反饋電纜的內(nèi)部耦合)。
根據(jù)獲得信號功率譜的方法學(xué)和依據(jù)本發(fā)明一方面的諧振頻率，一 信 號(例如正弦變化信號)可艦驅(qū)動l^tt加到電機(jī)，且^I率反饋可被測量 (例如在一閉合回路中)。速率調(diào)節(jié)器的輸出被儲存為時間的函數(shù)，m這樣的
時間 執(zhí)行'腿傅立葉變換(FFT)以獲得頻率,和功率信號譜。MXt電
機(jī)4頓所識另啲諧振頻率，一個相關(guān)聯(lián)的控制器可以抑制由與自徵班器機(jī)械
諧振弓胞的故障(例如， 一控制帶寬可以以鋪的用于機(jī)械i賺的自耦^ffi器
來增大)。
為了完成前述和相關(guān)的目的，將結(jié)合下面的具體描述和附圖來說明確定的 實例性方面。這些方面可以表示可實踐的不同的方式，所有的這些方式都被涵 蓋在本文中。考慮到下面的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖，其他的優(yōu)點和新穎性特征將變得顯而易見。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的確定電機(jī)諧振頻率的系統(tǒng)的示意性框圖。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的具有轉(zhuǎn)換組件的諧振頻報測系統(tǒng)的更 進(jìn)一步框圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于電機(jī)的信號功率譜。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一個方面的等效系統(tǒng)的示例性框圖。 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明特定方面的確定i^l頻率的方法。 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的獲# 信號譜的相關(guān)方法。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的對相關(guān)電mi^ffl頻率i賜啲:Dlk^統(tǒng)。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的采用了信號功率譜的另一個X4k系統(tǒng)。 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的可實現(xiàn)為諧振i朋啲1分的示例性計 餅境。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的具有底板和相關(guān)模塊的可采用信號功 率譜的IDlk驢。
具體實施例方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖描述本發(fā)明的多個方面，其中相同的附圖ina表示相同的或
者相對應(yīng)的部件。然而，可以離的是，附圖及相關(guān)的描述并不是試圖將權(quán)利 要求范圍限定在特定形式的公開中。更確切的說，其意圖是SM在權(quán)利要求保 護(hù)衞申范圍內(nèi)的所^^化、割介物和可替換物。
圖i示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的為電in^、統(tǒng)no確定詣嘴頻率的工鵬
;統(tǒng)100。向電機(jī)系統(tǒng)110施加一個 信號103，隨后，測M率調(diào)節(jié)器112的 輸出(例如電信號)。綱信號103可以具有舉頻率正弦形，針對這樣施加頻率 的相關(guān)聯(lián)時基,點可被收集并打上時間戳，從而隨后在信號功率譜105的頻 域中形成一個與蟲的點。隨后可以從這樣的信號功率譜105中獲得電IH^統(tǒng)110 的諧振頻率。例如，閉環(huán)排歹啲形式可針對Xik^統(tǒng)100翻，以使電機(jī)系統(tǒng)
> 110的電^Ut行是可預(yù)知和可控的。作為下文纟^詳細(xì)說明的變換函數(shù)，諸如',傅立葉變換(FFT)，依照本 發(fā)明的一個方面，已導(dǎo)出附皆振頻率可對應(yīng)于變換函數(shù)的零值(速率調(diào)節(jié)器的 輸出作為輸出；速率基準(zhǔn)作為輸入)，從WJ以準(zhǔn)確地識別諧振頻率。與{頓電
禾;m率作為輸出的常規(guī)技術(shù)相比，本發(fā)明使用速率調(diào)節(jié)器的輸出(例如電信號
形式的輸出)，因此消除了由電,率估計導(dǎo)致的誤差，并將俱嘴頻率i朋U過程 簡化。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的識別電縣統(tǒng)210附離頻率的系統(tǒng)200 的魏一步框圖。電機(jī)系統(tǒng)210包括電機(jī)驅(qū)動器220，電機(jī)驅(qū)動器M31健傳感 器214運^fefeii接于電機(jī)211。激勵系統(tǒng)207 (例如加速電感器)將正弦頻率信 號203 (定義角頻率")施加到電機(jī)系統(tǒng)210，其中正弦波形的特征，諸如最低 所需頻率、最高所需頻率、振幅、頻 加的數(shù)量等等，可以由、M系統(tǒng)207 定義和初始化，并IM加于電,統(tǒng)210。
速率調(diào)節(jié)器212使得電機(jī)驅(qū)動器肯啦制電機(jī)211以預(yù)定的^t^轉(zhuǎn)，例如 M設(shè)置電機(jī)211的,。同樣的，電機(jī)驅(qū)動器220的電流調(diào)節(jié)器219可以設(shè) 置電機(jī)211的轉(zhuǎn)矩，其中電流調(diào)節(jié)器219可以作為主內(nèi)環(huán)并需要由速率調(diào)節(jié)器 212控制。在閉環(huán)中測量來自速率調(diào)節(jié)器212的速率反饋，其中速率調(diào)節(jié)器212
的輸出作為時間函數(shù)被儲存，而快速傅立葉變,其執(zhí)行以獲得如下文戶;M的
頻率 和功率信號譜。
圖3進(jìn)一步闡明了本發(fā)明的一個方面，其中系統(tǒng)300 4OT具有^I傅立葉 變換(FFT)功能的轉(zhuǎn)換組件，該組件對速率調(diào)節(jié)器312的輸出信號的時間, 進(jìn)4話算。例如，M驅(qū)動器可以向電豐il^統(tǒng)310施加一個^^蟲的正弦變化頻 率，并且然后可測Sil率調(diào)節(jié)器312的速Mf出。存儲器320可存^3I率調(diào)節(jié) 器312的輸出，其例如M—個蓋戳組件被蓋上時間戳(速率調(diào)節(jié)器信號根據(jù) 時間來加戳)。 一旦數(shù)據(jù)點的^t數(shù)量禾n/，頻率o)的皿已經(jīng)被存儲在存儲器 320中，快速傅立葉變換組件315就可以對存儲于存儲器320中的,謝話算。
通常，假設(shè)x是一個MW直的勒貝格可積函數(shù)。對頻域(")的傅立葉變 換由下列函數(shù)給出X (") =;|>(,)n，對于每一個實數(shù)"。
當(dāng)自，t代表時間(Sl單位秒)，變換變量"代表角頻率(每秒轉(zhuǎn)過的弧 度)。對于同一個函數(shù)其他符號是X (")和F{X}(")。通常函數(shù)可以是復(fù) (H戈表虛數(shù)單位。)如果如上定義X (") (i代表虛數(shù)單4立)，而X (t)足夠光滑貝何以被以下逆變換錢X (t) 二+〖X(咖 W,對于每一個實 數(shù)t。
鵬極坐標(biāo)形式表示X (0 )有助于對其的理解，X (0 ) =A (0 ) e'—)，其中A(0)二p^y)l鵬，O-ZX(必)敝。
然后逆,變換可以寫為X(t)=; r4(峰'(，(,必
力;r
這樣可以重組x(t)的所有頻率分量。每個分量是,'形式的復(fù)數(shù)正弦波，其 振幅與A(W)成比例，而且其初始相位角度是d)(")(在1=0時)。
'^I傅立葉變換組件315可從存儲器320中獲##儲的時間數(shù)據(jù)，并為每 一個頻率Jlf共頻率繊。例如，可鵬一赫茲信號并在存儲器320中存儲多個 時間繊點。然后，快速傅立葉變換組件315對這些i^啲m^^話算， 以在能影普340中獲取一個m^蟲的信號，并導(dǎo)出對相關(guān)i鞭頻率的識別。換言 之，當(dāng)一個與蟲M頻率信號鵬于系敏電機(jī)時，多個時St^ (例如速率調(diào) 節(jié)器輸出)被收集并被存儲。 一般地，513 用這樣的織可得出FFT，這樣 僅產(chǎn)生信號能影普中的蟇頻,的一個與蟲的點。因此，組成信號能Kt總圖 的所有其他蟇頻點通常由所應(yīng)用的所有其他單個觀頻率產(chǎn)生。單個漏頻率
可以以多種方^Z用，例如離散步長、遊繊長、線性增長、對腦長等等。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于觀慣tt^統(tǒng)t難的功能框圖400。 如所示的，可形成一個閉環(huán)方案，以使電機(jī)的運行是可預(yù)須,可控的。在系統(tǒng) 400中，諧振頻率通常對應(yīng)于新轉(zhuǎn)移函數(shù)的零值速率調(diào)節(jié)器輸出(輸出)至瞇 率基準(zhǔn)(輸入)，并且可準(zhǔn)確地識別i離頻率。 一般地，對于觀慣性系統(tǒng)420來
說，轉(zhuǎn)移函數(shù)可以標(biāo)為^L,。
r(力 pW
可以M的是本發(fā)明沒有^ffl電m3I率作為輸出，從而消除了由電^3I率 估計導(dǎo)致的體，并將諧振頻率識別過程簡化。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的收,率調(diào)節(jié) 出的相關(guān)方法500。 雖然艦將示例性方法描述為一系列^^各種不同事件和/或動作的框，但是本 發(fā)明并不限于所描述的框的",。例如，依照本發(fā)明的一些動作或事件可能以 不同的)l醉發(fā)生和/或以不同于描述飾l,與其他動作或事件并發(fā)。另外，不是 戶，的所有框圖、事件或動作都是實施本發(fā)明方法所必需的。此外，可以理解 的是結(jié)合此處戶，的方法^t處未加以描述的系統(tǒng)和裝置來實現(xiàn)本發(fā)明的典型方法和其他方法。最開始，在步驟510，與電機(jī)的i鞭頻率相關(guān)的常量和^4可
針對激勵系統(tǒng)定義。這些可包括定義要收集的繊點、所關(guān)心的頻率范圍、
高頻和低頻、ma信號的特征等等。接著，在步驟520， 一個 信號(例如一 個對蟲的正弦變化的頻率信號)^m加到需要其i^I頻率的電機(jī)。在步驟530，
可收皿率調(diào)節(jié)器的輸出，其中aai將速率調(diào)節(jié)器這樣的輸出用于諧振頻率的 識別—(與其他信號例如速率反饋信號相對)—來自諸如增^^文大、滄波等的
體將被離，從而清楚地 際出系統(tǒng)附皆振頻率。在步驟540，時間戳可與時 間速率調(diào)節(jié)器的輸出相關(guān)聯(lián)以對所 的數(shù)據(jù)打上時間戳。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的為了i朋ijig^頻率而形成會遣信號譜的 相關(guān)方法。最開始，在步驟610， TO自速率調(diào)節(jié)器的已經(jīng)被打上時間戳的, 被存儲在一個存儲介質(zhì)中(例如存儲蹄儲)。接著，在步驟620，確定為了獲 取會^*1割言號是否需要1 ^^卜的繊。如果不需要，則方法iftA到步驟630， 在其中對時間 執(zhí)行^1傅立葉變換以,用于激勵信號的頻率數(shù)據(jù)。接著， 在步驟640，可^識別諧振頻率的會遣信號譜(Mil^t多個信號執(zhí)行FFT)。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于電機(jī)系統(tǒng)717的框圖，該系^ffl 速率調(diào)節(jié)器709的輸出確定諧振頻率識別。如同下文詳細(xì)說明的那樣，M31將 這樣的速率調(diào)節(jié)器的輸出用于識別諧振頻率(與其他信號例如速率反饋信號相 對)，來自諸如增繊大器、、搶波器等的lt^將被離，從而清楚地指示出系統(tǒng) 附皆振頻率。速率調(diào)節(jié)器709例如M31體電機(jī)的繊使電機(jī)驅(qū)動器育啦制電 機(jī)以預(yù)定的^t3II定轉(zhuǎn)。
電機(jī)系統(tǒng)717的控制算法的框圖可以是，制組件711， 712， 713 (1到j(luò)，
j是 )中/上運行的應(yīng)用禾歸的1分，這，制組件可用作為:tt網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
700的管鵬制中心。因此，掛共了一個框架，其中來自速率調(diào)節(jié)器的輸出可基 于觸發(fā)事件被搜集，這些觸發(fā)事件根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置(例如電機(jī)需求、負(fù)荷等 等)。
一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)714可以與Xik自動4^統(tǒng)700相關(guān)聯(lián)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)714可 進(jìn)一步包括客妙卜的主機(jī)(未示出)，該主機(jī)可以是個人計穀幾、月艮務(wù)器鵬他類 型的計算機(jī)。這樣的主機(jī)一般會隨行或執(zhí)行一個或更多應(yīng)用層(，戶層)上 的禾聘，也育,魏一 1/0請求(例如I/0讀或?qū)?。另外，該網(wǎng)絡(luò)系艦包括 一個或多^T竭出單元(!/0單元)，其中這樣的I/O單元包括一個或多條接于其上的I/0控制器，而每一個I/0可以是幾種I/0設(shè)備中的任意一種，例如
存儲設(shè)備(例如5贈驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器)鄉(xiāng)他i/o設(shè)備。主機(jī)和i/o單元以 及附連于它們的i/o控制器和設(shè)備可以被纟賊團(tuán)體，例如集群，#^群包括一
個或多個主機(jī),通常包括一個或多個I/O單元(# I/O單元包括一 個或多個I/O
控制器)。主機(jī)和i/o單元可aai^由器、交換機(jī)和通信,的集合(例如電線、 連接器、電纜等等)互聯(lián)在一起，該路由器、交換機(jī)和通信^^各的集^i接一 個或多賴群的一組節(jié)點(例如連接一會蛀機(jī)和i/o單元)。
值得注意的是，如在本申請中4頓地，諸如"組件"，"豐難"等等術(shù)if
一除了電子機(jī)械實體之夕l~~是旨在指計算機(jī)相關(guān)實體，可以是硬件、軟件和 硬件的組合、軟件，還可以是用于I^制的自動化系統(tǒng)中執(zhí)行的軟件。例如， 除了機(jī)術(shù)電子單元， 一個組件可以是但不限于是處理器J^行的進(jìn)程、處理器、
m、可執(zhí)行文件、執(zhí)《豫程、禾辨和計^m。作為例i正，運行于服務(wù)器上的 應(yīng)用禾歸和服務(wù)W^I以是組件。 一個或多個組件可以駐留預(yù)程和/或執(zhí)4豫
程中，且一個組件可以位于一臺計^aj:和/或分布于兩臺頓多的計^m、工
，制器和/或與其通信的模i^Ji。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的一個示例性X^自動化網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)通 皿率調(diào)節(jié)器809的輸出形成信號會遣譜。nll^置800可包括 庫810、人 機(jī)界面(HM) 820、和可編,輯控制器(PLC) 830以及目錄接口 840。根 據(jù)本發(fā)明的一個方面，速率調(diào)節(jié)器809可進(jìn)一步與人工智能(AI)組件850相 關(guān)聯(lián)以便于確定電!0^統(tǒng)的i離頻率。
例如，結(jié)合分析腿率調(diào)節(jié)器收集的,和/或定義涉及到施加娜信號的 常量和變量，本發(fā)明可采用不同的人工智能方案。用于用于顯式或隱式地獲知 哪，據(jù)點被il^并進(jìn)行FFT的進(jìn)程可以通過自動化分，統(tǒng)和進(jìn)程，。分 類可以采用基于概率的和域統(tǒng)計的分析(例如懶軍成分析的 娥和摘)以預(yù) 測或推斷出用戶想要自動執(zhí)行的步驟。例如，可l頓一個支持向量機(jī)(SVM) 分類器。其他分類方飽括麟可采用的不同a^模型的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、決策樹 和概率分對莫型。此處4頓的分類t她包括統(tǒng)計回歸，統(tǒng)計回歸l細(xì)來形成優(yōu) 先權(quán)模型。
本發(fā)明4頓顯式受訓(xùn)(例如S3iil用訓(xùn)練繊)和隱式受訓(xùn)(例如M^見 察用戶行為、接粉卜部信息)的分類器，以使該分類器用于根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)確定對于問皿回哪一個答案。例如，關(guān)于比^J子理解的SVM分類器，SVM的分 類器艦在分類構(gòu)造器和特征選擇模塊中的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練階^6S行配置。分類 器是一個函數(shù)，期各輸入屬性向量x二(xl，x2p6^)鵬到輸入屬于一個類的置 信度，也就是化)=置信度(類)。如圖8所示，可采用AX智能(AI)組件850 來便于推斷和/或確定何時、從何處、如何魏從多^A^歷史記錄到中央設(shè) 備歷史鄉(xiāng)S^的下載。AI組件850 ，各種適當(dāng)?shù)幕谌斯ぶ悄艿姆桨钢械囊环N， 這些方案結(jié)合便于本發(fā)明的多個方面在上面有所l5^。
另外，目錄接口 840可用來從一個統(tǒng)的隨(諸如繊源860、服務(wù)器 870和/或代翻艮務(wù)器880)麟 。因此，基于請求者(例如,庫810、 HM820、 PLC830磐)的角色和需求(需要)，目錄接口 840肯嫩指向 來 源。,庫810可以是很多不同類型的系統(tǒng)，例如絲娜庫、網(wǎng)^ 庫、 平面文件或分層系統(tǒng)。通常，這樣的 庫可以連同企業(yè)資源計劃(ERP)的 應(yīng)用禾聘一起f頓，這些禾號可以為一個公司內(nèi)的多種事務(wù)相規(guī)禾別艮務(wù)。例 如，ERP應(yīng)用辦可以涉及人力資源、預(yù)算、預(yù)測、采購磐。在這點上，特 定的ERP應(yīng)用f辨可能需要具有與其相關(guān)聯(lián)的特定所需屬性的繊。因而，根 據(jù)本發(fā)明的一個方面，目錄接口 840可以湖艮務(wù)器870將l^^^給i^庫810， 其樹共具有 庫810所需屬性的,。
此外，HMI820可采用目錄接口 840指向位于系統(tǒng)800內(nèi)的數(shù)據(jù)。HM 820 可被用來圖形4M顯^1程、系統(tǒng)、工廠等多個方面，以,簡單和/或用戶友 好的系統(tǒng)視圖。因此，系統(tǒng)中的多種數(shù)據(jù)點會,被顯示為具有所需色彩方案、 動畫和設(shè)計的圖形化(例如位圖、jpeg、基于向量的圖形、離圖等等)標(biāo)。
為了簡便地顯示這樣的數(shù)據(jù)，HMI 820可以請求具有與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特定 可視屬性的數(shù)據(jù)。例如，HM 820可向目錄接口 840查i旬與可視屬性相關(guān)聯(lián)的 特定 點。目錄接口 840可確定代劉艮務(wù)器780包含具有所需可視屬性的屬 性數(shù)據(jù)點。例如，屬性,點具有特定圖形，該圖 作為基準(zhǔn)或連同 — 起^g:送，以便這樣的圖，HM環(huán)境中出現(xiàn)而不伴隨i^值。
如前戶;f^， PLC830可以是很多豐IM，例如Allen Bradley PLC5， SLC-500, McoLogix等等。PLC 830 —般被定義為一^用設(shè)備，用于衝共進(jìn)程和/g 統(tǒng)的高速低，制?？墒褂锰菪芜壿嫽蛞恍┙Y(jié)構(gòu)化語言對PLC 830進(jìn)，，程。 通常，PLC 830可以直接從,源(例如 源860) {頓翻，該 以是傳繊、編碼器、測量傳麟、鄉(xiāng)機(jī)、閥等等?？嵲?60將,麟給 PLC中的寄存器，且如果需要,被儲存在PLC中。另外， 可以魏(例 如，基t個時鐘周期)禾口/繊出到其他設(shè)備以供進(jìn)一步處理。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的用于執(zhí)行數(shù)據(jù)捕獲單元的多個方面的示 例性環(huán)境910，該環(huán)境包^i十飾912，作為速率調(diào)節(jié)器的1分以確定諧振頻 率信號譜。計算機(jī)912包括處理單元914、系統(tǒng)存儲器916和系統(tǒng)總線918。系 統(tǒng)總線918將包括但不限于系統(tǒng)存儲器916的系統(tǒng)組件耦合到處理單元914。處 理單元914是多種可用處理器的任一種。雙微處理器和其他多處理器架構(gòu)也都 可Mffi作處理單元914。
系統(tǒng)總線918是幾種總線架構(gòu)類型中的任意一種，包括存儲器總線或存儲 控制器、夕卜圍總線戯卜部總線和/或4頓任意一種可用總線架構(gòu)的局部總線，這 些總線架構(gòu)包括但不限于，9位總線、IDlk標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)、 ^ilil體系 結(jié)構(gòu)(MSA)、擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(EISA)、智能驅(qū)動器電路(IDE)、 VESA局部總線(VLB)、外設(shè)部件互聯(lián)總線(PCI)、通用串行總線(USB)、 高級圖形端口 (AGP)、個人計,存^"^國際協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)總線(PCMCIA)和小 型計算m^統(tǒng)接口 (SCSI)。
系統(tǒng)存儲器916包括易失性存儲器920和非易失性存儲器922。包括基本 例程的基 1入輸出系統(tǒng)(BIOS)存儲在非易失性存儲器922中，這離本例 程在計^m 912內(nèi)元件之間^lr信息，例如在啟動期間。作為例示而非限制， 非易失性存儲器922包括只餘儲器(ROM)、可編柳雜儲器(PROM)、 電子可編禾MK讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編禾MP、讀存儲器(EEPROM) 或閃存。易失性存儲器920包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)，其作為外部高速緩 存。作為例示而非限制，RAM可以以多種形式實現(xiàn)，例如同步隨機(jī)存取存儲器 (SRAM)、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)、同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器 (SDRAM)、雙倍,率同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DDRSDRAM)、增強(qiáng)同步 動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(ESDRAM)、同^S動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SLDRAM)、 直接存儲器總線隨機(jī)存取存儲器(DRRAM)。
計,912也包括可移動的/不可移動的、易失性的/非易失性的計Ml存儲 介質(zhì)。圖9例如示出了一個離存儲器924。鵬存儲器924包括但不限于以下 設(shè)備，例如磁盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、Jaz驅(qū)動器、Zip驅(qū)動器、LS-60驅(qū)動器、閃赫儲卡或記憶棒。另外，織存儲器924包括m^蟲的存儲介 質(zhì)或組合的其他存儲介質(zhì)，包括但不限于，光盤驅(qū)動器例如緊湊離只讀存儲 器設(shè)備(CI>ROM)、可記錄CD驅(qū)動器(CI>R驅(qū)動器)、可重寫CD 5區(qū)動器 (CI>RW驅(qū)動器)或者數(shù)字多功能;)mKi^儲器驅(qū)動器(DVD"ROM)。為 了便于使M:存儲設(shè)備924連接到系統(tǒng)總線918，通常需要一個可移動的或不可 移動的接口，例如接口926。
可以M的是圖9描述了一軟件，^i合的操作環(huán)境910中充當(dāng)用戶和 前述基本計，資源之間的媒介。這樣的軟件包括操作系統(tǒng)928。操作系統(tǒng)928 存儲于M:存儲器924 :ti:^e制和分配計,系統(tǒng)912的資源。系^Z用程 序930利用了操作系統(tǒng)928的資源管理，該資源管理經(jīng)由存儲于系統(tǒng)存儲器916 或M:存儲器924中的禾MJf模塊932和fi)Wc據(jù)934實現(xiàn)?？梢?的是，在
此描述的多種組件可以以多禾條作系統(tǒng)或操作系統(tǒng)的組合來實現(xiàn)。
用戶M31ij入設(shè)備936向計算機(jī)912中輸入命令或信息。輸入設(shè)備936包 括但不限于定位設(shè)備例如、鼠標(biāo)、足跟宇、球、觸針、觸摸板、鍵盤、話筒、操縱 桿、游戲機(jī)手柄、衛(wèi)星纖、掃描儀、電視調(diào)i^、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、 網(wǎng)絡(luò)攝像頭等等。這樣的和其他的輸入設(shè)備M接口端口 938經(jīng)由系統(tǒng)總線918 連接到處理單元914。接口端口938包括，例如串行端口、并行端口、游7織口 和通用串行總線(USB)。輸出設(shè)備940使用同一類型端口中的幾個作為輸入設(shè) 備936。因此，例如USB端口可以用來衝共輸入到計^m912，并將信息從計 ^t幾912輸出到輸出設(shè)備940。 ^f共輸出適配器942以說明存在一些需^f寺殊的 適配器的輸出設(shè)備940，例如顯示器、揚聲器和打印機(jī)。作為例示但不限于此， 輸出適配器942包括在輸出設(shè)備940和系統(tǒng)總線918之間提供連接方法的視頻 和音頻卡。要注意的是，其他設(shè)備和/或設(shè)備的系統(tǒng)都鄉(xiāng)了輸入和輸出能力， 例如遠(yuǎn)程計^n944。
計,912可以運行在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，其4OT邏,接到一個，多遠(yuǎn)程計 1，例如遠(yuǎn)程計穀幾944。遠(yuǎn)程計^^幾944可以是個人計,、月艮務(wù)器、路由 器、網(wǎng)絡(luò)PC、工作站、基于應(yīng)用的微處理器、，設(shè)備TO他普通的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 等等，通常，還包括多種^^f有的相關(guān)于計算機(jī)912的前述設(shè)備。出于簡要的 目的，只示出了遠(yuǎn)程計^^幾944的記〖乙剤il^S946。遠(yuǎn)程計靴944經(jīng)由網(wǎng)絡(luò) 接口 948邏輯i鵬接于計^t幾912，并i!3iS信繊950進(jìn)行物恥的連接。網(wǎng)絡(luò)接口 948包含通信網(wǎng)絡(luò)例如局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN)。局域網(wǎng)技術(shù) 包括光纖分布式數(shù)據(jù)接口 (FDDI)和銅線分布式數(shù)據(jù)接口 (CDDI)、以太網(wǎng) /IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)、令)W^EEE802.5標(biāo)準(zhǔn)等等。廣域網(wǎng)技術(shù)包括但不限于，點 對點連接、例如^業(yè)，字網(wǎng)絡(luò)(ISDN)的W^換網(wǎng)絡(luò)和位于其上不同的 網(wǎng)絡(luò)、分組交換網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字用戶線路(DSL)。
通信鏈接950涉及到使用硬件/軟件將網(wǎng)絡(luò)接口 948連接到總線918。雖然 為清楚說明起見示出了通信鏈接950在計算機(jī)912內(nèi)，但它也可以位于計^M 912的外部。連接到網(wǎng),口 948所必需的硬件/軟件包括，僅以示例的目的， 內(nèi)部和外部的技術(shù)例如調(diào)制解調(diào)器，包括常規(guī)電話級調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解 調(diào)器和DSL調(diào)制解調(diào)器，ISDN適配器和以太網(wǎng)卡。
此處所使用的術(shù)語"組件"，"系統(tǒng)"等是^i十,相關(guān)的實體，可以是硬 件、硬件和軟件的組合、軟件、或執(zhí)行中的軟件。例如， 一個組件可以是但不 限于，運行于處理器上的進(jìn)程、處理器、 、可執(zhí)行文件、可執(zhí)行線程、程 序和/或計^t幾。作為例證，運行于計^a上的應(yīng)用禾，和計tm都可以;^且件。 一個或多個組件可以駐留于進(jìn)程和/或執(zhí)1界將的線程中，一^^且件可以位于一 臺計^tiU:和/或分布于兩臺或更多的計算機(jī)。此處使用的詞語"示例性"意味 著作為例子、實例、例證。此處作為"示例性"描述的任一方面或設(shè)計并非必
然M釋為im或優(yōu)于其它方面或設(shè)計。
圖IO也示出了根據(jù)本發(fā)明一個方面的示例性環(huán)境，該環(huán)境可采用來自作為 電機(jī)系統(tǒng)1分的速率調(diào)節(jié)器的輸出來確定諧振頻率。針功能模±央1014艦 電子連接器1030 P(鏈于底板1016，該電子^^器允i午tlt央1014 MJS板1016 移動出來，這樣模i丸就可以在不打擾其他模決1014的情況下被替換或修復(fù)。底 板1016將具有電源和通信Mil的模決1014J^給其〗也t莫塊1014。經(jīng)由底板1016 與其他?！姥?014的本iik5i^M31底板接口 1032來完成，鵬板接口在電氣上 經(jīng)由連接器1030連接到底板1016。底板接口 1032監(jiān)皿板1016 U的消息以 基于作為消息1分的消息地址識別這些消息是否微寺定的?！姥?014使用，識 別射旨示消息的目的地。由底板接口 1032接收的消息被傳送至?！姥?014中的 內(nèi)部總線1034。
內(nèi)部總線1034將底板接口 1032與存儲器1036、微處理器1028、前面板電 路1038、 I/O接口電路1039和通信網(wǎng)絡(luò)接口電路1041連接在一起。微處理器1028可以^Iffi微處理器，腳,地執(zhí)行位于存儲器1036中的指令、從存儲器 1036與關(guān)聯(lián)于內(nèi)部總線1034的其它設(shè)備中讀數(shù)據(jù)和向其寫 之用。微處理器 1028包括內(nèi)部時鐘電路(未示出)，其^f，處理器1028的時序但可以和更精 確的外部時鐘1043通信。時鐘1043可以是晶^g制振蕩器或其他時間標(biāo)準(zhǔn)， 包離接到外部時間標(biāo)準(zhǔn)的琉鏈接。時鐘1043的精度可被記錄在記憶體1036 中作為品質(zhì)因數(shù)。面板電路1038包括如現(xiàn)有技術(shù)中X)^f周知的狀態(tài)指示燈和在 關(guān)閉狀態(tài)下鎖定模決1014的手動開關(guān)。
存儲器1036包括由微處理器1028執(zhí)行的控制禾辦或例程，以M^制功 能，還包括執(zhí)纟諒些禾聘和例H^需的體和娜。對于I/0模塊，存儲器1036 也包括保存當(dāng)IU^入輸出狀態(tài)的LO表，其Mil I/O模±娥收自工鵬制器并被 糊到IQlffi制器。
以上討論了本發(fā)明的多個典型方面。理所當(dāng)然的，作為討論這些方面的目 的，不可能說明組件或方法的每一種可能的組合，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 可以認(rèn)i賜哽多的組合和變換是可能的。特別關(guān)于多種由i^^且件(組裝部件、 裝置、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的功能，上^m件對應(yīng)的術(shù)語，除非另外指明，對
于執(zhí)行戶;Mia件特殊功能的任意組件(例如功能wr物)，即使與公開的結(jié)構(gòu)不 是結(jié)構(gòu)上的等價物，在此依舊能實現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明典型方面的功能。在這點上， 可以認(rèn)為本發(fā)明包含了一個系統(tǒng)和具有計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)， 該指令能實現(xiàn)本發(fā)明多種方法的動作和/或事件。此外，對于在詳細(xì)描^^又利 要求中所使用的術(shù)語"包括" 一詞的范圍，這樣的術(shù)語以同樣的方式被術(shù)語"包 含"所包括在內(nèi)當(dāng)"包含" 一詞作為一^H^度詞匯在權(quán)利要求中使用時。
權(quán)利要求
1. 一種工業(yè)自動化系統(tǒng)，包括與電機(jī)系統(tǒng)相連的速率調(diào)節(jié)器；和通過所述速率調(diào)節(jié)器的輸出形成的能量信號譜，所述能量信號譜用于確定所述電機(jī)系統(tǒng)的諧振頻率。
2、 如權(quán)利要求1戶欣的IDlk自動化系統(tǒng)，進(jìn)一步包括作為電機(jī)系統(tǒng)一部分用來設(shè)置轉(zhuǎn)矩的電流調(diào)節(jié)器。
3、 如權(quán)利要求i戶脫的lik自動化系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個麵組件，期各一 信號施加到電機(jī)系統(tǒng)以確定俱嘴頻率。
4、 如權(quán)利要求i戶脫的:oik自動化系統(tǒng)，戶脫電禾;i^^s—步包括電機(jī)和 驅(qū)動器。
5、 如權(quán)利要求i戶脫的x^自動化系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個時間戳組件，其 將時間im加到序f^i率調(diào)節(jié)器的輸出。
6、 一種計穀幾實鵬統(tǒng)，包括以下計對幾可執(zhí)行的組件將綱信號施力倒電機(jī)系統(tǒng)的速率調(diào)節(jié)器的'鵬組件；和Mii戶;f^i率調(diào)節(jié)器的輸出來確定戶脫電m^統(tǒng)附皆振頻率的組件。
7、 一種確定諧振頻率的方法，包括測量來自與電^^統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的速率調(diào)節(jié)器的輸出的信號；和根據(jù)臓輸出粒信號會衝普。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括以正弦波的形式將激勵信號施加 到戶，電機(jī)系統(tǒng)。
9、 如權(quán)利要求7戶，的方法，進(jìn)一步包括,A^M信號肯遣譜中確定戶;M電m^統(tǒng)的諧振頻率。
10、 如權(quán)利要求8戶，的方法，進(jìn)一步包括定義與戶;^> 信號相關(guān)聯(lián)的 常量和體。
全文摘要
通過使用速率調(diào)節(jié)器的輸出來確定電機(jī)諧振頻率的系統(tǒng)和方法。該速率調(diào)節(jié)器通過設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)速使電機(jī)驅(qū)動器能夠控制電機(jī)以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。該速率調(diào)節(jié)器的輸出作為時間的函數(shù)被儲存，且對這樣的時間數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅立葉變換運算以獲得頻率數(shù)據(jù)和信號能量譜。
文檔編號G05B23/02GK101286069SQ20081009668
公開日2008年10月15日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者P·舒米特, 李尚勛, 李崢嶸, 巍 錢 申請人:洛克威爾自動控制技術(shù)股份有限公司