[發(fā)明專利]一種基于特征選擇的皮帶秤誤差源分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910046734.6
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN110232166B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫京誥;徐立棟;陳方杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06F18/2135
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出一種基于特征選擇變換的皮帶秤誤差源分析方法。通常情況下，皮帶秤經(jīng)過長久使用后或因安裝環(huán)境不同會(huì)發(fā)生稱重不精準(zhǔn)現(xiàn)象，需要重新補(bǔ)償調(diào)零。然而，造成皮帶秤的稱重不精確的誤差源眾多，如溫度、阻力系數(shù)以及環(huán)境濕度等，且影響程度各不相同。因此設(shè)計(jì)一種誤差源分析方法，通過記錄并分析皮帶秤運(yùn)行過程中可能造成誤差的相關(guān)數(shù)據(jù)，得到各個(gè)誤差源對皮帶秤稱重準(zhǔn)度的影響程度關(guān)系，以及誤差源在某頻段上的影響大小，由此即可為后續(xù)皮帶秤做出針對性補(bǔ)償提供依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及皮帶秤誤差源分析，具體是對影響皮帶秤測量精度的誤差的影響程度以及影響頻段規(guī)律分析。

背景技術(shù)

電子皮帶秤是皮帶輸送機(jī)輸送固體散狀物料過程中對物料進(jìn)行連續(xù)稱重的一種計(jì)量設(shè)備。皮帶秤測量精度是評價(jià)皮帶秤工作性能的最重要指標(biāo)。但皮帶秤的稱重精度會(huì)受到安裝誤差、環(huán)境變化以及自身特性的變化等因素的影響，且長期使用會(huì)逐步累計(jì)誤差，造成其稱重不精確。

根據(jù)研究表明，皮帶秤在不同的工作頻段下所表現(xiàn)的測量精度不同，而利用頻域分析法可以得到時(shí)域分析無法得到的數(shù)據(jù)特性。因此，利用快速傅里葉算法，將記錄下的誤差源時(shí)序變化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至頻域內(nèi)，分析其各頻段上的能量分布，可確定不同頻段下各誤差源的影響作用大小。

對于原始數(shù)據(jù)分析上，也能體現(xiàn)出皮帶秤的誤差源的影響作用不同。利用主成分分析方法可以確定各個(gè)誤差源的特征，判斷其對最終稱重的影響大小。

發(fā)明內(nèi)容

針對皮帶秤誤差源對稱重影響的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種計(jì)算精準(zhǔn)，分析全面的誤差源分析方法，用來分析各個(gè)誤差源在不同頻段上的能量分布，分析各個(gè)誤差源在時(shí)序作用上的影響大小，從而指導(dǎo)皮帶秤的誤差補(bǔ)償校準(zhǔn)工作。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種基于特征選擇變換的皮帶秤誤差源分析方法，包括以下步驟：

一種基于特征選擇變換的皮帶秤誤差源分析方法，其特征在于，該方法的步驟包括：

步驟1：記錄皮帶秤工作條件下各個(gè)待分析的誤差源的數(shù)據(jù)；

步驟2：將步驟1中記錄的誤差源數(shù)據(jù)通過快速傅里葉變換，將其時(shí)域變化特征轉(zhuǎn)至頻域，得到各個(gè)誤差源在不同頻段上作用的能量大小；

步驟3：將步驟1中記錄的誤差源數(shù)據(jù)通過主成分分析方法，分析出各個(gè)誤差源對于稱重誤差的影響比重，并由此排序確定出各誤差源的重要程度。

所述的快速傅里葉變換的方法，包含以下步驟：

記錄下的有限長度離散時(shí)序誤差源數(shù)據(jù)：。由此，則將原序列做離散傅里葉變換有：

其中，，所以有。

再假設(shè)采樣序列點(diǎn)數(shù)N為偶數(shù)，如若不滿足則可添加若干個(gè)0以使得序列滿足要求。而后將序列分解為奇數(shù)和偶數(shù)的兩個(gè)序列之和，即：

于是可以推得：

上式中k=0,1,…,N-1；再將其分為兩段討論。

當(dāng)k為0到N/2-1時(shí)，此時(shí)有：

而當(dāng)k為N/2到N-1時(shí)，令，于是又得到：

故一個(gè)N點(diǎn)的離散傅里葉變換過程可以用兩個(gè)N/2點(diǎn)的離散傅里葉變換過程表示，依照此邏輯，進(jìn)一步逐層分解變換，即為快速傅里葉變化過程。所得結(jié)果可能復(fù)數(shù)，取復(fù)數(shù)模值即為其在該頻率的能量。

所述的主成分分析的方法，包含以下步驟：