[發明專利]一種稱重結果的干擾補償計算方法及系統

有效

• 申請號: 201711211062.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108255786B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 彭輝;程琢;楊晗;張超男
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15;G01G23/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

1.一種稱重結果的干擾補償計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在稱重傳感器旁安裝微差壓傳感器，微差壓傳感器的兩個輸入端口分別連接硬質塑管，其中一個端口放置在稱重傳感器秤臺位置，另外一個端口放置在具有標準大氣壓的密閉環境中；

2)確定采樣周期，被測量物品進入秤臺之后，稱重傳感器和微差壓傳感器同時以固定周期開始采集數據，記錄并保存稱重數據和微差壓數據；

3)針對步驟2)獲取的稱重數據與微差壓數據建立狀態空間模型，通過卡爾曼濾波算法、以及序列二次規劃方法求解帶約束條件的非線性函數優化問題，用微差壓數據對稱重結果進行補償修正，以獲得被測物體的實際重量；

所述狀態空間模型表達式如下：

X_n＝[t_n a₀ … a_m]^T

C_n＝[1 p_n … p_n-m]

G＝[1 0 … 0]^T

其中，

t_n＝t_n-1+ξ_n,ξ_n～N(0,τ²)；N為采樣數據總個數，y_n是第n個稱重數據，t_n是第n個濾波后的稱重結果；P_n是第n個描述微差壓信號對測量結果影響特性的數據，p_n-i是第n-i個微差壓數據，a_i為p_n-i的回歸系數，m是設定模型的階次；u_n表示第n組測量數據所包含的隨機波動信號；α₁≥0、α₂≥0為比例系數，且滿足不等式條件α₁+α₂1，分別代表第n-1個異方差項和第n-1個誤差平方項在第n個異方差項中所占比重，α₀＞0為常數；w_n是隨機信號，服從標準正態分布；是異方差；ξ_n是隨機誤差，服從期望值為0、標準差為τ²的正態分布；～表示服從某種分布規律。

2.根據權利要求1所述的稱重結果的干擾補償計算方法，其特征在于，利用所述狀態空間模型，通過下面的卡爾曼濾波算法、以及序列二次規劃方法求解帶約束條件的非線性函數優化問題，以獲得狀態空間模型參數、變量初始值、以及經過濾波的被測物體的實際重量：

s.t.α₀＞0,α₁≥0,α₂≥0,α₁+α₂1

其中，X_n|n-1是狀態預測值，X_n|n是狀態濾波值，V_n|n-1是狀態預測誤差協方差，V_n|n是狀態估計誤差協方差，τ為常數，γ_n是預測誤差，n取值從1到N，ψ_n是預測誤差方差，是異方差，K_n是卡爾曼濾波增益。