本實施例中，所述控制開關(guān)具體為繼電器，用 于控制變壓器副回路的通斷。
[0038] 在中央處理器的輸入端上還連接有紅外傳感器和攝像頭，其中所述紅外傳感器安 裝于離六面頂壓機1.5~Im的范圍處?；诮饎偸诤铣蛇^程處于高溫高壓環(huán)境，或者由于 葉蠟石合成裝置的密封性不好，可能出現(xiàn)放炮的現(xiàn)象，對現(xiàn)場工作人員造成安全隱患。而紅 外線的設(shè)置能提醒現(xiàn)場工作者不能過于靠近六面頂壓機，保證安全運行;攝像頭用于監(jiān)視、 記錄金剛石合成的整個過程，且記錄的數(shù)據(jù)可發(fā)送至存儲器進(jìn)行存儲。
[0039] 在中央處理器的輸出端串口上還可連接一無線模塊，所述無線模塊具體可W為 2.4G無線通信模塊，能夠?qū)崟r收到的加熱電壓值、電流值及電功率值無線傳送給遠(yuǎn)程終 端機或是另一臺DSP制作的手持式通訊器。
[0040] 在中央處理器的輸出端上還連接有存儲模塊和語音模塊，其中，所述語音模塊具 體為WT588D系列的語音忍片，用于在加熱過程，能夠提醒系統(tǒng)狀態(tài)，到了某一時間，能夠提 醒到達(dá)了哪一步工藝:如加熱階段一、加熱階段二、預(yù)熱階段、保溫階段、降溫階段等，還能 夠在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，發(fā)出語音報警。
[0041] 如圖2所示，所述中央處理器包括均值濾波器、模糊RB巧巾經(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RB巧巾經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模 塊的輸入端連接，模糊RB巧申經(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。進(jìn)一步地，在均值濾波器的輸出 端與模糊RB巧巾經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的輸入端之間連接有一卡爾曼濾波器。
[0042] 所述六面頂人造金剛石加熱調(diào)功系統(tǒng)的控制方法，包括電路保護(hù)控制步驟和加熱 調(diào)功步驟，其中
[0043] 所述電路保護(hù)控制包括W下步驟：
[0044] 1)系統(tǒng)參數(shù)初始化，并向存儲模塊中植入用W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;如圖3所示，0~2s為加熱階段一、2~4s為預(yù)熱階段、4~5s為加熱階段二，5~18s為 保溫階段，18~22s為冷卻階段；
[0045] 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)行計算，得到加熱的 電功率瞬時值；
[0046] 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)送給化C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)；
[0047] 即中央處理器將處理得到的電功率瞬時值與設(shè)定的參考值進(jìn)行比較，當(dāng)初出現(xiàn)偏 移量過大、過小…等異常情況時，向變壓器主回路上的可控娃停止供給導(dǎo)通脈沖信號，從而 起到關(guān)閉加熱主回路的作用，當(dāng)偏移量處于正常范圍內(nèi)不發(fā)出響應(yīng)指令，W上即為第一控 制信號的作用；同時，中央處理器將該電功率瞬時值發(fā)送給化C控制器，PLC控制器將該電功 率值與設(shè)定的參考值進(jìn)行比較，當(dāng)與設(shè)定的參考值的偏移量過大、過小…等異常情況時，通 過控制開關(guān)來關(guān)閉變壓器上的副回路；當(dāng)偏移量處于正常范圍內(nèi)不發(fā)出響應(yīng)指令，W上即 為第二控制信號的作用。
[0048] 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W下步驟：
[0049] I)中央處理器內(nèi)的模糊RB巧申經(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Κρ、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 變壓器主回路上的可控娃連接，通過調(diào)節(jié)可控娃的導(dǎo)通角來控制變壓器主回路的電壓，W 達(dá)到調(diào)整金剛石合成加熱電功率的目的。從而起到調(diào)節(jié)金剛石合成的溫度。
[0050] 上述電路保護(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。運樣使得系 統(tǒng)在干擾條件下得到光滑的電壓、電流、電功率瞬時值，實現(xiàn)了精細(xì)穩(wěn)定調(diào)節(jié)電功率的目 的。步驟2)具體的卡爾曼濾波步驟如下：
[0051] A、將檢測到的連續(xù)的電功率值離散化，并且寫成離散的狀態(tài)方程形式：
[0052] x(k)=Ax((k-l)+B(u 化)+W化））
[0053] 其觀測方程為:y^k)=Cx化)+V化）
[0054] 其中，A為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，B為輸入矩陣，C為觀測矩陣，X化)為狀態(tài)信號，yv化)為受 到噪聲污染后的輸出信號，U化)為控制信號，W化)為過程噪音信號，V化)為測量噪音信號；
[0055] B、卡爾曼濾波的遞推算法：
[0化6]計算濾波增益陣
[0057]式中：R為V化)的協(xié)方差，Μη為卡爾曼濾波增益，P化)為X化)的協(xié)方差。
[005引 C、計算預(yù)測誤差協(xié)方差陣:Ρ化）=ΑΡ化-1)AT+BQBT式中：Q為W化)的協(xié)方差，
[0059] D、計算濾波誤差協(xié)方差陣:P化）= (In-Mn化)C)P化）
[0060] 式中I為單位陣；
[0061 ] E、計算濾波方程:x化）=Ax化-1)+Mn化）（yv化)-CAx化-1))
[0062] F、計算濾波器輸出方程：
[0063] y〇ut 化）=Cx 化）
[0064] 式中，y out化)為經(jīng)過濾波后的電功率值；
[00化]G、計算誤差協(xié)方差為:errcov化）=CP化)〔T
[0066] H、對于測量到的結(jié)果計算出平均功率
[0067] 式中η為電功率值采樣得到的結(jié)果；
[0068] I、平均電功率值f轉(zhuǎn)換成功率有效值Ρ;
[0069] J、慢升壓工藝，根據(jù)坐標(biāo)兩點式，得到加熱方程:加熱階段一，加熱曲線近似為:y = 1.5x，χe[0,2];加熱階段二，加熱曲線近似為:y = χ-l，χe[4,5.5];
[0070] 過程A中 C=[1，0]狀態(tài)方 ， 程初值
[0071] 過程B中，R=1狀態(tài)方程的協(xié)方差P化）=B*Q地;過程C中，Q=l;過程D中，n=100~ 200。
[0072] 上述加熱調(diào)功的步驟I)中，所述尋優(yōu)處理為模糊RB巧巾經(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。而基于模糊RB巧申 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的PID控制過程如下：
[0073] 首先，對模糊RB巧巾經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層、模糊化層、模糊推理層、迭代步驟、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 學(xué)習(xí)參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0074] a:輸入層的設(shè)置:先要設(shè)置輸入層的各個節(jié)點與各個分量的輸入量的連接，為了 把輸入量傳遞到模糊化層，對運一層的每一個節(jié)點i表示為：
[0075] fi(i)=X=[xl,x2,---,xn]
[0076] 實際在存儲模塊內(nèi)W數(shù)組的形式存放，最初X=[0,0,...，]。
[0077] b:模糊化層的設(shè)置：采用高斯型函數(shù)作為隸屬函數(shù)，則得到迷糊化函數(shù)為
[0078] 其中，CuW及Βυ分別為第i個輸入變量至第j個模糊集合的隸屬函數(shù)的均值和標(biāo) 準(zhǔn)差，i = l，2，...，n; j = l，2，...，n;
[0079] c:模糊推理成的設(shè)置:該層通過與模糊化層的連接來完成模糊規(guī)則的匹配，通過 各個模糊節(jié)點的組合的到對應(yīng)的點火強度;而每一個節(jié)點的j的輸出為該節(jié)點所有輸入信 號的乘積：
[00劇 d:輸出層的設(shè)置:輸出層的輸出調(diào)節(jié)比例Κρ、積分Κι、微分Kd的整定結(jié)果，分別表達(dá) 為：
[0086] 式中，w(i，j)組成模糊推理層與輸出層各節(jié)點的連接權(quán)矩陣i = l，2,3。連接權(quán)矩 陣w(i，j)最初采用數(shù)組的形式，給*(1^)、*(1，如、*(1^)賦初值，之后不斷學(xué)習(xí)，不斷修正 數(shù)組參數(shù)。
[0087] e :連接權(quán)矩陣w( i，j)的方法采用網(wǎng)絡(luò)權(quán)值學(xué)習(xí)算法：
[008引
[0089] 式中，wj為網(wǎng)絡(luò)輸出節(jié)點與上一層各節(jié)