[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的減速機(jī)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010765984.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN111981111B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金超;黃曉英;馬孝忠;肖蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇國(guó)茂減速機(jī)股份有限公司
• 主分類號(hào): F16H57/04
• 分類號(hào): F16H57/04;F16H61/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 付婧

1.一種基于大數(shù)據(jù)的減速機(jī)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括減速機(jī)，所述減速機(jī)包括機(jī)殼、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、抽油口、進(jìn)油口；其特征在于，還包括：減速機(jī)附加維護(hù)設(shè)備、運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、多種傳感器以及減速機(jī)聯(lián)動(dòng)控制模塊；

所述減速機(jī)附加維護(hù)設(shè)備包括潤(rùn)滑油循環(huán)設(shè)備以及降溫設(shè)備；潤(rùn)滑油循環(huán)設(shè)備從減速機(jī)的抽油口中抽取內(nèi)部的潤(rùn)滑油，進(jìn)行多級(jí)過濾、脫水和散熱后，經(jīng)進(jìn)油口重新加注到減速機(jī)內(nèi)部；所述潤(rùn)滑油循環(huán)設(shè)備包括油泵、一級(jí)粗過濾罐、二級(jí)精過濾罐、脫水設(shè)備以及熱交換器；通過油泵的動(dòng)力將潤(rùn)滑油從減速機(jī)的抽油口抽取出來，然后沿著輸油管依次輸送給一級(jí)粗過濾罐、二級(jí)精過濾罐，利用過濾罐中的篩網(wǎng)和多孔材料進(jìn)行過濾，去除潤(rùn)滑油中因沉積形成的顆粒物以及磨損帶來的金屬碎屑；脫水設(shè)備對(duì)多級(jí)過濾后的潤(rùn)滑油進(jìn)行油水分離，去除潤(rùn)滑油中的水分以保證潤(rùn)滑油品質(zhì)；熱交換設(shè)備采用換熱器對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行降溫；經(jīng)過降溫的潤(rùn)滑油自進(jìn)油口被重新輸入到減速機(jī)的機(jī)殼內(nèi)部；所述降溫設(shè)備采取水冷式降溫，在減速機(jī)的機(jī)殼設(shè)立盤管入口和盤管出口，降溫盤管從盤管入口進(jìn)入減速機(jī)機(jī)殼內(nèi)部，在減速機(jī)機(jī)殼內(nèi)部盤旋延伸一定的距離后，從盤管出口導(dǎo)出減速機(jī)機(jī)殼，降溫盤管內(nèi)流通液態(tài)的換熱介質(zhì)，介質(zhì)從減速機(jī)機(jī)殼攜帶熱量流出從而實(shí)現(xiàn)減速機(jī)機(jī)殼內(nèi)部與外界的熱交換；

所述多種傳感器用于監(jiān)測(cè)減速機(jī)的工作狀態(tài)，基于無線物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與附加維護(hù)設(shè)備、運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及減速機(jī)聯(lián)動(dòng)控制模塊之間的工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)交互；

所述運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過無線物聯(lián)網(wǎng)獲得并按照時(shí)間順序累積存儲(chǔ)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且將采樣時(shí)刻相同或者處于同一個(gè)采樣周期的工作狀態(tài)聚合為同一組工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，針對(duì)每一組歷史工作狀態(tài)數(shù)據(jù)添加該組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)標(biāo)記；

所述減速機(jī)聯(lián)動(dòng)控制模塊用于根據(jù)實(shí)時(shí)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，將其形成特征向量，輸入基于大數(shù)據(jù)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)單元，形成表示減速機(jī)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的量化表征值，進(jìn)而根據(jù)工作狀態(tài)的量化表征值，向附加維護(hù)設(shè)備傳輸控制指令，實(shí)現(xiàn)減速機(jī)及其潤(rùn)滑油循環(huán)設(shè)備、降溫設(shè)備有效聯(lián)動(dòng)控制；

所述減速機(jī)聯(lián)動(dòng)控制模塊包括實(shí)時(shí)特征提取單元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)單元、控制接口單元以及可視化人機(jī)接口單元；

所述實(shí)時(shí)特征提取單元用于將振動(dòng)量信號(hào)、噪聲信號(hào)、溫度信號(hào)以及反映油質(zhì)的顆粒物濃度、水分含量以及黏稠度監(jiān)測(cè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的特征量；其中，實(shí)時(shí)特征提取單元對(duì)采樣后獲得的振動(dòng)量信號(hào)進(jìn)行三層小波包分解，提取振動(dòng)量信號(hào)在分解后的8個(gè)頻帶上的頻帶成分，表示為S(t)_ij，其中i取值為3，即第三層小波包分解獲得的頻帶成分，j取值為0~7，即表示8個(gè)頻帶上各自的頻帶成分；利用提取的頻帶成分進(jìn)行小波包分解后的信號(hào)重構(gòu)，重構(gòu)后的信號(hào)S=S₃₀+S₃₁+S₃₂+S₃₃+S₃₄+S₃₅+S₃₆+S₃₇；計(jì)算在各個(gè)頻帶上的重構(gòu)信號(hào)能量分布的特征值，即，利用重構(gòu)信號(hào)能量分布特征值組成減速機(jī)的振動(dòng)特征向量，即E=[E₃₀,E₃₁,E₃₂,E₃₃,E₃₄,E₃₅,E₃₆,E₃₇]；并且實(shí)時(shí)特征提取單元針對(duì)噪聲信號(hào)、溫度信號(hào)以及反映油質(zhì)的顆粒物濃度、水分含量以及黏稠度監(jiān)測(cè)指標(biāo)，根據(jù)其取值幅度，也轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的特征量；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)單元輸入基于大數(shù)據(jù)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)單元，形成表示減速機(jī)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的量化表征值；所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)單元包括BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并且所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)選取足夠數(shù)量的在先樣本進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練的在先樣本是運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊提供的歷史工作狀態(tài)數(shù)據(jù)及其工作狀態(tài)標(biāo)記；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)單元將歷史工作狀態(tài)數(shù)據(jù)提供給實(shí)時(shí)特征提取單元，以便獲得針對(duì)每一組歷史工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的特征量，然后將特征量輸入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的量化表征值，并且將該量化表征值與歷史工作狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)標(biāo)記進(jìn)行比較，如何二者不一致則調(diào)節(jié)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的權(quán)重，再次用下一組歷史工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，直至BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的量化表征值與歷史工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的工作狀態(tài)標(biāo)記達(dá)到收斂匹配；

所述控制接口單元根據(jù)工作狀態(tài)的量化表征值，向附加維護(hù)設(shè)備傳輸控制指令，實(shí)現(xiàn)減速機(jī)及其潤(rùn)滑油循環(huán)設(shè)備、降溫設(shè)備有效聯(lián)動(dòng)控制；

所述可視化人機(jī)接口單元根據(jù)工作狀態(tài)生成可視化界面。