基于多传感器融合的门机抓斗控制系统和方法

专利主权项内容

1.基于多传感器融合的门机抓斗控制系统，其特征在于，包括管控平台、数据收集单元、实操反馈单元、供电影响单元、液压干扰单元、控制评估单元、运维管理单元以及管控单元；当管控平台生成管控指令后，将管控指令发送至数据收集单元和实操反馈单元；数据收集单元在接收到运管指令后，采集门机抓斗的供电数据和液压数据，供电数据包括线路受约值和输电风险值，液压数据包括油液影响值、油温风险值以及冲振受损值，并将供电数据和液压数据分别发送至供电影响单元和液压干扰单元；供电影响单元接收到供电数据，对供电数据进行控制影响监管分析，将得到的失衡信号发送至运维管理单元；液压干扰单元在接收到液压数据后，对油液控制干扰评估分析，将得到的影响信号发送至运维管理单元；控制评估单元接收到油液影响评估系数W，采集门机抓斗的基本数据，并对基本数据进行基本控制监管评估分析和深入式比对分析，将得到的异常信号发送至运维管理单元，所述基本数据包括维护评估值和设备值；实操反馈单元在接收到运管指令后，采集门机抓斗的操作数据，操作数据包括执行性能值和操作表现值，并对操作数据进行运转风险监管评估分析，将得到的预警信号发送至管控单元；其中，所述供电影响单元的控制影响监管分析过程如下：采集门机抓斗开始运行时刻到结束运行时刻之间的时长，并将其标记为时间阈值；将时间阈值划分为k个子时间段，k为大于零的自然数，获取到各个子时间段内门机抓斗的线路受约值，线路受约值表示线路的外环境数据和内环境数据超出对应预设阈值的总个数，外环境数据包括温度变化值、平均电磁干扰值，内环境数据包括线路平均电阻、供电电压平均幅动值，以子时间段为X轴，以线路受约值为Y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制线路受约值曲线，获取到线路受约值曲线的变化趋势值，并将线路受约值曲线的变化趋势值标记为受约干扰值；获取时间阈值内门机抓斗的输电风险值，输电风险值表示断接个数与一线对多线的转接个数经数据归一化处理后得到的积值，断接表示一条线路中间断裂再接，一线对多线表示一条线路一端接多条线路，并将输电风险值与预设输电风险值阈值进行比对分析，则将输电风险值大于预设输电风险值阈值的部分标记为输定影响值，将受约干扰值和输定影响值与其内部录入存储的预设受约干扰值阈值和预设输定影响值阈值进行比对分析：若受约干扰值小于预设受约干扰值阈值，且输定影响值小于预设输定影响值阈值，则不生成任何信号；若受约干扰值大于等于预设受约干扰值阈值，或输定影响值大于等于预设输定影响值阈值，则生成失衡信号；其中，所述液压干扰单元的液压控制干扰评估分析过程如下：T11：获取到各个子时间段内门机抓斗的油液影响值，油液影响值表示液压油内部杂质颗粒体积与液压油体积之间的比值和液压油过滤效率经数据归一化处理后得到的积值，以子时间段为X轴，以油液影响值为Y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制油液影响值曲线，通过在该坐标系中绘制预设油液影响值阈值曲线，获取到油液影响值曲线位于预设油液影响值阈值上方线段所对应的时长，并将其标记为油液影响时长YY；T12：获取到各个子时间段内门机抓斗的油温风险值，油温风险值表示油温变化值超出预设油温变化值的部分与油温变化值等于预设油温变化值所对应的变化时长经数据归一化处理后得到的积值，以此构建油温风险值的集合A，获取到集合A中的最大子集和最小子集，并将集合A中的最大子集和最小子集之间的差值标记为油温倍率值YB；T13：获取到各个子时间段内门机抓斗的冲振受损值，冲振受损值表示油冲击次数与液压振动变化幅度经数据归一化处理后得到的积值，获取到相连两个子时间段冲振受损值之间的差值，并将相连两个子时间段冲振受损值之间差值的均值标记为冲振风险值CZ；T14：根据公式得到油液影响评估系数W，将油液影响评估系数W与其内部录入存储的预设油液影响评估系数阈值进行比对分析，其中，a1、a2以及a3分别为油液影响时长、油温倍率值以及冲振风险值的预设比例因子系数，比例因子系数用于修正各项参数在公式计算过程中出现的偏差，从而使得计算结果更加准确，a1、a2以及a3均为大于零的正数，a4为预设补偿因子系数，取值为1.446；若油液影响评估系数W与预设油液影响评估系数阈值之间的比值小于1，则不生成任何信号；若油液影响评估系数W与预设油液影响评估系数阈值之间的比值大于等于1，则生成影响信号；其中，所述控制评估单元的基本控制监管评估分析过程如下：获取时间阈值内门机抓斗的维护评估值，维护评估值表示已维护次数与相连两次维护之间时长的均值经数据归一化处理后得到的比值，并将维护评估值与预设维护评估值阈值进行比对分析，将维护评估值小于预设维护评估值阈值的部分与维护评估值之间的比值标记为维护值WH；获取时间阈值内门机抓斗的设备值，设备值表示门机抓斗的故障次数与运转时长和使用时长之间的比值经数据归一化处理后得到的比值，运转时长表示门机抓斗运行工作时长的总和，使用时长表示门机抓斗开始投入时刻到当前时刻之间的时长，并将设备值与预设设备值阈值进行比对分析，则将设备值大于预设设备值阈值的部分标记为设备影响值SY，同时从供电影响单元调取受约干扰值和输定影响值，将受约干扰值和输定影响值分别标号为SG和SX；其中，所述控制评估单元的深入式比对分析过程如下：根据公式得到侧面控制评估系数，其中，f1、f2、f3、f4以及f5分别为维护值、设备影响值、受约干扰值、输定影响值以及油液影响评估系数的预设权重因子系数，f1、f2、f3、f4以及f5均为大于零的正数，f6为预设容错因子系数，取值为1.282，KX为侧面控制评估系数，并将侧面控制评估系数KX与其内部录入存储的预设侧面控制评估系数阈值进行比对分析：若侧面控制评估系数KX小于预设侧面控制评估系数阈值，则不生成任何信号；若侧面控制评估系数KX大于等于预设侧面控制评估系数阈值，则生成异常信号；其中，所述实操反馈单元的运转风险监管评估分析过程如下：S1：获取到各个子时间段内门机抓斗的执行性能值，执行性能值表示开始操作门机抓斗时刻到门机抓斗开始执行动作时刻之间的时长与平均运行温度值经数据归一化处理后得到的积值，并将执行性能值与预设执行性能值阈值进行比对分析，则将执行性能值大于预设执行性能值阈值所对应子时间段的个数标记为执行延误值ZX；S2：获取到各个子时间段内门机抓斗的操作表现值，操作表现值表示门机抓斗轴连接处异响值与旋转角度小于预设旋转角度的部分经数据归一化处理后得到的积值，获取到子时间段内操作表现值的最大值和最小值，并将子时间段内操作表现值的最大值和最小值之间的差值标记为操作风险值CZ；S3：根据公式得到失控风险系数，其中，v1、v2以及v3分别为执行延误值、操作风险值以及侧面控制评估系数的预设影响因子系数，v1、v2以及v3均为大于零的正数，KZ为失控风险系数，并将失控风险系数KZ与其内部录入存储的预设失控风险系数阈值进行比对分析：S4：若失控风险系数KZ与预设失控风险系数阈值之间的比值小于1，则不生成任何信号；若失控风险系数KZ与预设失控风险系数阈值之间的比值大于等于1，则生成预警信号。。来自马克数据网