一種基于電機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值的異常負(fù)載類型判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)運(yùn)行過程中遇到的隨機(jī)負(fù)載的檢測和鑒別方法，尤其是基于對(duì)電 機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值變化的分析來檢測和鑒別隨機(jī)負(fù)載的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備完成生產(chǎn)過程操作，在某些情況下具有很 復(fù)雜的生產(chǎn)過程工況，負(fù)載隨機(jī)變化，而且類型具有多樣性。這些生產(chǎn)過程設(shè)備一般屬于重 要的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)范疇。隨著新技術(shù)的發(fā)展和國家對(duì)用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的大力提倡，人 們?cè)絹碓阶⒅卦趶?fù)雜工況下生產(chǎn)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)過程的適應(yīng)性，應(yīng)當(dāng)及時(shí)準(zhǔn)確地鑒別隨機(jī)變化 的負(fù)載大小和負(fù)載類型。因?yàn)樨?fù)載的變化，有可能屬于正常的生產(chǎn)過程范圍，也有可能是由 于障礙物堵塞或擠壓等引起的，對(duì)于不同的情況，處理方法也應(yīng)當(dāng)不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種準(zhǔn)確預(yù)測隨機(jī)負(fù)載的大小的 方法，通過定義并計(jì)算電機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值，并根據(jù)特征值的大小以及特征值的變化，預(yù)測負(fù)載 并鑒別負(fù)載的類型。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0005] -種基于電機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值的異常負(fù)載類型判別方法，其特征是，滾動(dòng)存儲(chǔ)本 周期和前一次周期的過程參數(shù)，本周期過程中速度值記為?(^)Α = 0，1，2……，轉(zhuǎn)矩值 記為&(幻，& = 〇，1，2......;前周期的速度值記為?(4Λ = 0，1,2……，前一次周期的轉(zhuǎn) 矩值記幻,/( = () Λ 2……；在每個(gè)周期中每次均以當(dāng)前時(shí)刻為0，往后以L為長度， 以動(dòng)態(tài)滾動(dòng)的方式構(gòu)造當(dāng)前速度向量：Ω = _!?(0)，…?(/〇,…r；)(L-l)}，前次速度向量
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于電機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值的異常負(fù)載類型判別方法，其特征是，滾動(dòng)存儲(chǔ)本周 期和前一次周期的過程參數(shù)，本周期過程中速度值記為爲(wèi)轉(zhuǎn)矩值 記為:〇，，h，2;前周期的速度值記為爲(wèi)it從=〇，.1..，..2,前一次周期的轉(zhuǎn) 矩值記(/〇，/( =()，1，2……；在每個(gè)周期中每次均W當(dāng)前時(shí)刻為0,往后WL為長度， W動(dòng)態(tài)滾動(dòng)的方式構(gòu)造當(dāng)前速度向量：n=掏(0)，…堿/〇.…抑左-1)1-，化次速度向量 Q= {名(〇)，...石(/〇,..石(L- 1H;、"|化轉(zhuǎn)矩向量r=扣(0)，..子(足-1)!，前次轉(zhuǎn)矩向 量f= (0)，...i\W，...，7\(L-l)};包括如下步驟： 1)對(duì)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，首先計(jì)算如下公式： (1.1) 動(dòng)態(tài)計(jì)算速度向量內(nèi)積
(1.2) 動(dòng)態(tài)計(jì)算轉(zhuǎn)矩向量內(nèi)積
(1.3) 動(dòng)態(tài)計(jì)算當(dāng)前速度向量平方精
(1.4) 動(dòng)態(tài)計(jì)算前次速度向量平方模
(1.5) 動(dòng)態(tài)計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)矩向量平方模
(1.6) 動(dòng)態(tài)計(jì)算前次轉(zhuǎn)矩向量平方精
(1. 7)動(dòng)態(tài)計(jì)算速度一致性系邀
(1. 8)動(dòng)態(tài)計(jì)算轉(zhuǎn)矩一致性系數(shù)
(1. 9)動(dòng)態(tài)計(jì)算速度相關(guān)性系蠻
(1. 10)動(dòng)態(tài)計(jì)算轉(zhuǎn)矩相關(guān)性系蠻
根據(jù)步驟（1.1)~（1.10)中計(jì)算的速度一致性系數(shù)n。、轉(zhuǎn)矩一致性系數(shù)ni、速度相 關(guān)性系數(shù)A。、轉(zhuǎn)矩相關(guān)性系數(shù)At相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值1的偏差，判斷本次電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中是否 負(fù)載異常，并因而導(dǎo)致速度異常，判定的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)計(jì)算值； 2)對(duì)所述步驟1)的結(jié)果判定，當(dāng)由于負(fù)載異常而導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)后，通過對(duì)堵轉(zhuǎn)過程中 的運(yùn)動(dòng)曲線提取頻域特征，W判斷導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)的負(fù)載的類型，具體步驟如下： (2. 1)針對(duì)堵轉(zhuǎn)過程中速度向量〇=恃(0)，…句/〇,…句左-1)!-，其長度為L，計(jì)算：
P= 1，......,L/2 (2.。針對(duì)堵轉(zhuǎn)后的轉(zhuǎn)矩向量7 = !7\(0)，...；^；_(抑...，7\(足-.1)|，其長度為^計(jì)算：
P= 1，......,L/2 (2. 3)在所述步驟化1)和化2)中，P是頻率點(diǎn)，共有L/2個(gè)頻率點(diǎn)；計(jì)算速度向量在 各個(gè)頻率點(diǎn)上的功率平方譜H。（P)，W及轉(zhuǎn)矩向量在各個(gè)頻 率點(diǎn)上的功率平方譜Ht(p): Mp) =A〇(p)2+Bn(p)2 Ht(P) =At(P) 2+Bt(p) 2 p= 1，......,L/2 (2. 4)計(jì)算速度功率平方譜高頻比重系數(shù)：
(2.5) 計(jì)算轉(zhuǎn)矩功率平方譜高頻比重系數(shù)
(2.6) 根據(jù)速度功率平方譜高頻比重系數(shù)C。和轉(zhuǎn)矩功率平方譜高頻比重系數(shù)CT，可 W判別導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)負(fù)載障礙物的類型，如果速度功率平方譜高頻比重系數(shù)和轉(zhuǎn)矩功功率平方 譜高頻功率比重系數(shù)均接近于0,則可W判定堵轉(zhuǎn)負(fù)載障礙物為易變形的柔性障礙物；如 果速度功率平方譜高頻比重系數(shù)和轉(zhuǎn)矩功率平方譜高頻比重系數(shù)均大于0. 5,可W判定堵 轉(zhuǎn)負(fù)載障礙物為剛體；如果介于該兩種情況之間，則無法做出直接判斷，根據(jù)具體的應(yīng)用場 合W及C。和CT的相對(duì)大小，做進(jìn)一步的判斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值的異常負(fù)載類型判別方法，其特征
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值的異常負(fù)載類型判別方法，通過定義并計(jì)算電機(jī)運(yùn)動(dòng)特征值，并根據(jù)特征值的大小以及特征值的變化，預(yù)測負(fù)載并鑒別負(fù)載的類型。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：采用本發(fā)明提供的方法，可以在復(fù)雜的生產(chǎn)過程環(huán)境下，改善電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備對(duì)過程變化的適應(yīng)程度，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。
【IPC分類】G01R31-34
【公開號(hào)】CN104793137
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510103974
【發(fā)明人】李寧, 李慶之, 周杰
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月10日