[發(fā)明專利]鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110332199.4
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102490086A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹衍龍;管佳燕;李結(jié)凍;姜勝利;魏明哲;尹海;徐朋;陳小龍;何元峰;張恒;沈海云;李博;楊將新
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B23Q17/12
• 分類號: B23Q17/12
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;徐關(guān)壽

1.?鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，包括固定于鏜桿端部、用于監(jiān)測鏜桿振動信號的信號檢測裝置，對監(jiān)測到的振動信號進(jìn)行分析處理的上位機(jī)，和連接信號檢測裝置與上位機(jī)之間通信的中間站；

所述的上位機(jī)發(fā)出控制指令傳送到中間站，所述的中間站通過無線通信方式將控制指令發(fā)送到信號檢測裝置；所述的信號檢測裝置通過無線通信方式將檢測到的振動數(shù)據(jù)發(fā)送至中間站，該振動數(shù)據(jù)由中間站通過串口發(fā)送到上位機(jī)；

上位機(jī)對振動信號的分析處理包括以下步驟：

1）、分別對每組歷史振動信號經(jīng)過特征參數(shù)提取得到振動信號的典型特征參數(shù)，建立特征向量；通過時(shí)頻分析獲取每組歷史振動信號的狀態(tài)信息；將每組特征向量與對應(yīng)的狀態(tài)信息分別作為輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)構(gòu)建支持向量機(jī)的學(xué)習(xí)樣本；所述的狀態(tài)信息指的是鏜桿處于穩(wěn)定狀態(tài)或顫振狀態(tài)；

2）、選擇核函數(shù)，輸入學(xué)習(xí)樣本到支持向量機(jī)中進(jìn)行樣本學(xué)習(xí)，獲得輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)的精確映射關(guān)系，該映射關(guān)系為基于支持向量機(jī)的分類模型；

3）、計(jì)算來自信號檢測裝置的實(shí)時(shí)振動信號的特征向量，將該特征向量作為待識別樣本，將待識別樣本輸入到分類模型中進(jìn)行模式識別，模式識別判斷當(dāng)前鏜桿處于穩(wěn)定狀態(tài)或處于顫振狀態(tài)；

4）、待識別樣本作為新的學(xué)習(xí)樣本增添到支持向量機(jī)中，以提高分類模型的識別能力。

2.如權(quán)利要求1所述的鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述的信號檢測裝置包括固定于鏜桿上的加速度傳感器，為信號檢測裝置提供電源的振動檢測電源模塊，將加速度傳感器感測到的振動信號進(jìn)行放大和采樣的振動信號處理模塊，用于存儲采樣后振動信號的存儲模塊，及與中間站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的振動檢測無線通信模塊；振動信號處理模塊對待發(fā)送的振動信號進(jìn)行編碼，經(jīng)編碼的振動信號通過振動檢測無線通信模塊發(fā)送到中間站。

3.?如權(quán)利要求2所述的鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述的鏜桿上固定兩個加速度傳感器，兩個加速度傳感器正交。

4.?如權(quán)利要求3所述的鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述的加速度傳感器與鏜桿之間設(shè)有套接于鏜桿上的圓環(huán)基體，兩個加速度傳感器固定于圓環(huán)基體的圓周上，圓環(huán)基體通過緊固螺釘固定在鏜桿上；信號檢測裝置采用圓環(huán)形電路板，圓環(huán)形電路板通過螺釘固定在圓環(huán)基體的側(cè)面，振動信號處理模塊、振動檢測無線通信模塊、存儲模塊和振動檢測電源模塊均采用貼片元件，各個貼片元件沿圓環(huán)基體的圓周均勻分布。

5.?如權(quán)利要求2所述的鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：振動信號處理模塊中內(nèi)置能夠同時(shí)對兩路模擬信號進(jìn)行采樣的16位∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣獲得的數(shù)字信號存入存儲模塊中。

6.?如權(quán)利要求2所述的鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：振動檢測電源模塊包括為振動信號處理模塊及無線通信模塊供電的主電源電路，為傳感器提供穩(wěn)定電流的恒流源電路，和為模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電路；主電源電路由超低功耗穩(wěn)壓芯片和電池組成。

7.?如權(quán)利要求2所述的鏜桿工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述的中間站包括將來自上位機(jī)的控制指令發(fā)送到信號檢測裝置的中間站無線通信模塊，對來自信號檢測裝置的振動信號進(jìn)行解碼和對待發(fā)送的控制指令進(jìn)行編碼的中間站信號處理模塊，和為中間站無線通信模塊及中間站信號處理模塊供電的中間站電源模塊；中間站信號處理模塊通過串口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信。