瑞萨电子为了扩展嵌入式人工智能(e-AI)解决方案,将AI整合到嵌入式系统,推出针对家用电器电机控制的 e-AI 故障检测解决方案,从而实现终端设备的智能化。e-AI是一个基于人工智能深度学习的解决方案,可以在产品发生问题之前预测将要发生的故障,预测需要进行修复和维护的时间点,识别故障发生的位置,实现系统终端的实时控制, 这样使得电机控制更加智能化,从而将有效提升产品的维护效率和安全性。
e-AI结合瑞萨电子微控制器在应用中可同时实现电机控制和故障检测,e-AI 可以通过电机的异常状态发现应用故障,通常电机的异常状态由加速度传感器来检测, 也可以通过电流、转矩和转速来检测。
下面将通过一个演示系统
简单阐述e-AI实现电机控制和故障检测
* 图片来源瑞萨电子官网
此演示系统将控制一个无刷直流电机转动,电机通过螺钉锁定,当螺钉松动时,电机将发生震动,将产生异常信号,此时电机上的传感器识别到异常信号后,将信号传输给微控制器,通过e-AI软件分析电机的安装状态是否稳定,并实时在可视化监视软件中显示状态信息和震动波形图。
*图片来源瑞萨电子官网
如上图所示,演示系统硬件主要由无刷直流电机、3轴加速度计、RX微控制器几部分构成,3轴加速度计将探测电机振动并输出模拟信号给微控制器,微控制器通过模数转换器(ADC)将此信号转换成数字信号,再通过傅里叶(FFT)进行量化分析,最终e-AI软件得出电机工作的状态。
*图片来源瑞萨电子官网
如上图所示,松动的螺钉被定义为异常信号,当螺钉发生松动时,电机产生震动,分析其振动波形,然后通过e-AI判断电机是否产生异常。
*图片来源瑞萨电子官网
当螺钉发生松动,电机从正常状态逐渐变化到异常状态,此时即使用手尝试稳定电机,e-AI也能通过细微变化判断出电机处于异常。
*图片来源瑞萨电子官网
振动波形和e-AI的分析结果可以使用可视化监视工具进行查看和确认。e-AI软件可以分析非常微小的变化,这些变化是人眼无法识别到的。
*图片来源瑞萨电子官网
瑞萨电子为微控制器提供所需的开发环境和资源,AI深度学习模型可以通过e-AI转换器轻松集成并嵌入到其他微控制器中,可以在不同平台之间进行迁移,从而缩短开发时间。
*图片来源瑞萨电子官网
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