[发明专利]一种基于电流信号的机床节能控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于电流信号的机床节能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

对机床三相进线电路处的其中一相进行采集，通过固定变比的电流互感器将机床的运行电流值转换为同比变小的交流电信号，并将交流电信号转换为直流电信号后通过A/D转换得到电流水平值I；其中不同运行电流值范围的机床，通过采集转换后得到的电流水平值在同一数值区间，电流互感器的固定变比根据待采集机床运行电流值范围确定；

通过设置定时器中断，周期性采集电流水平值，得到每一帧的数据，包括采集时刻和对应的电流水平值I_t；

对n个时长为T的时段的电流水平值I_t进行滤波，得到时长为nT的时段内的平均电流水平值I_t′，并在时域内对平均电流水平值I_t′求导，得到t时刻的电流水平值变化比例k_t；

构建机床状态判断模型，包括采用K-means聚类算法或BP神经网络算法，将设备起动后的全生命周期平均电流水平值I_t′和同一时刻的k_t值作为样本进行学习，将样本分为7类，类别1至7分别对应于关机状态、关机至待机上升状态、待机状态、待机至运行上升状态、运行状态、运行至待机下降状态、待机至关机下降状态；

利用构建的机床状态判断模型进行机床状态判断，若连续N个时长为nT的计算周期的状态符合运行状态之后的待机状态，或运行至待机下降状态之后的待机状态，则关闭机床；其中N为设定的大于1的整数，n为设定的大于2的整数；利用构建的机床状态判断模型进行机床状态判断时，输入模型的平均电流水平值采用机床的专有比例系数ε进行调整，为其中专有比例系数ε在设备起动时更新，为其中I_峰为设备起动响应峰值。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流信号的机床节能控制方法，其特征在于，采用离线学习的方式构建机床状态判断模型；或者在线学习的方式更新机床状态判断模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于电流信号的机床节能控制方法，其特征在于，设备起动响应峰值I_峰的确定方法为：保持记录每一个时长为nT的时段内的平均电流水平值I_t′和其电流水平值变化比例k_t，当满足将t+nT时段记作起动时段，从起动时段开始，当首次满足k_t+nT0时，将此时的I_t′记作起动响应峰值I_峰。

4.根据权利要求1所述的一种基于电流信号的机床节能控制方法，其特征在于，利用最大最小值滤波法和平均值滤波法对n个时长为T的时段的I_t进行滤波，得出时长为nT的时段内的平均电流水平值为其中，I_i为这n个时段中的第i个时刻的电流水平值，I_max为这n个时段中的电流水平值最大值，I_min为这n个时段中的电流水平值最小值。