[發明專利]帶式輸送機能效在線監測方法

有效

• 申請號: 201510295101.0
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN105000355B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 曾飛;曾慶移;吳青;樂章絲;陳皓;李梓龍;王寧
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B65G43/08
• 分類號: B65G43/08
• 代理公司: 南通市永通專利事務所32100
• 代理人: 葛雷

1.一種帶式輸送機能效在線監測方法，其特征是：包括下列步驟：

（1）首先進行離線訓練樣本采集：

1）離線訓練樣本采集系統構建

構建能耗測試系統，采用包括高精度功率儀、動態扭矩傳感器、轉速傳感器、物料流狀態激光采集裝置的傳感檢測模塊，檢測帶式輸送機系統輸入功率、輸出機械功率、電機轉速、物料瞬時流量，最終得帶式輸送機系統效率，從而得知帶式輸送機能耗大小和能效比；

采用三個光電編碼器，分別置于驅動滾筒中心軸、輸送機中間段下方緊貼輸送帶、改向滾動中心軸處，獲取三個測試點的輸送帶帶速信號，通過采集帶式輸送機在啟動、制動、勻速、變速時三個位置帶速變化軌跡，采用函數內插法計算出同一時刻整條帶式輸送機輸送帶帶速變化規律；

2）帶式輸送機無物料時訓練樣本離線獲取

采用“信息處理及特征提取”模塊進行特征提取，經過低速、中速和高速多次測量，分別獲得三種帶速下多組無物料時輸入功率、輸出機械功率和電機轉速的特征樣本；將無物料時的三種帶速下的特征樣本對應能耗值定義為“帶式輸送機系統能耗”；

3）帶式輸送機有物料時訓練樣本離線獲取

分別在低速、中速和高速三種帶速下人為上料，制造物料分布均勻及不均勻的多種工況組合，采用物料流狀態激光采集裝置采集物料流瞬時流量及物料流分布狀態數據，采用“信息處理及特征提取”模塊進行特征提取，對每一種工況進行多次測量，獲得每一種工況下輸入功率、輸出機械功率、電機轉速、物料瞬時流量和物料流分布狀態等特征樣本；將不同工況情況下的的能耗值與無物料情況時相應帶速下帶式輸送機系統能耗值相減，其差值可與相對應的特征樣本進行組合，得到帶式輸送機系統能耗與輸入功率、輸出機械功率、電機轉速、物料瞬時流量和物料流分布狀態對應表格；

（2）在線能耗監測

采用三個光電編碼器檢測帶式輸送機驅動滾筒中心軸、輸送機中間段下方緊貼輸送帶、改向滾動中心軸處輸送帶帶速值，采用物料流狀態激光采集裝置檢測物料流瞬時流量和物料流分布狀態，采用“信息融合及特征提取”模塊對信號進行特征提取，得到被測樣本；，采用“能耗檢測用訓練樣本離線獲取模塊”獲取的訓練樣本構造高維特征空間，建立高維特征空間的線性回歸函數；采用?“基于支持向量機的回歸擬合預測”獲得帶式輸送機系統運行過程中能耗預測值，并將帶式輸送機系統在線監測能耗作為支持向量機網絡輸出。

2.根據權利要求1所述的帶式輸送機能效在線監測方法，其特征是：帶式輸送機無物料時訓練樣本離線獲取的具體方法是：

將無物料時分別置于驅動滾筒中心軸、輸送機中間段下方緊貼輸送帶、改向滾動中心軸處的三個光電編碼器輸出的帶速信號進行去噪，通過采集帶式輸送機在啟動、制動、勻速、變速時三個位置帶速變化軌跡，分析輸送帶在啟動、制動、勻速、變速下的相關性，采用函數內插法計算出同一時刻整條帶式輸送機輸送帶帶速變化規律，提取無物料下帶式輸送機輸送帶帶速變化特征向量；

帶式輸送機無物料運行時，采用高精度功率儀采集帶式輸送機輸入功率，動態扭矩傳感器和轉速傳感器測量帶式輸送機輸出機械功率，將同一時刻帶式輸送機輸入功率與輸出機械功率相減，便得到“帶式輸送機系統能耗”，提取帶式輸送機在啟動、制動、勻速、變速下帶式輸送機系統能耗，并與帶速傳感器獲取的特征向量結合，得到帶式輸送機無物料運行時樣本；采用上述方法，進行多次測量，獲取多組無物料運行時帶式輸送機系統能耗與帶速特征向量樣本。

3.一種帶式輸送機能效在線監測系統，其特征是：包括三個分別置于驅動滾筒中心軸、輸送機中間段下方緊貼輸送帶、改向滾動中心軸處的光電編碼器以及物料流狀態激光采集裝置；三個光電編碼器及物料流狀態激光采集裝置與信號處理及特征提取模塊連接，信號處理及特征提取模塊和基于支持向量機的回歸擬合預測模塊連接。