[發明專利]一種電梯運行狀態信號預處理和提取特征量方法

有效

• 申請號: 202110376850.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113184651B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 魏義敏;陳文華;潘駿;陳嚴嘉;史敏捷
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B66B5/00
• 分類號: B66B5/00
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 王煦麗

本發明公開了一種電梯運行狀態信號預處理和提取特征量方法，包括：電容式三軸加速度傳感器和壓電式三軸加速度傳感器分別采集電梯的第一振動加速度信號和第二振動加速度信號；對第一/二振動加速度信號進行信號預處理從而得到第一/二加速度信號；基于第一加速度信號得到時間速度曲線，基于第二加速度信號得到峰峰值和均方根；對時間速度曲線和時間速度標準曲線分段，并分別選取若干點作為測量特征值點和標準特征值點，測量特征值點和標準特征值點得到速度曲線變異度；對電梯啟停階段的低頻信號和電梯運行全程的高頻信號進行信號預處理和分析，從而得到反映電梯啟動制動性能、電梯運行過程中的故障以及故障程度的特征量。

技術領域

本發明涉及電梯安全防控技術領域，具體涉及一種電梯運行狀態信號預處理和提取特征量方法。

背景技術

如今乘客電梯已成為當今城市日常生活中不可替代的垂直運輸工具，發揮越來越大的作用。電梯作為一種涉及人員生命安全的特種裝備，隨著總量的不斷擴大，電梯事故也在逐漸地增加。根據GB/T 24474-2009《電梯乘運質量測量》，振動加速度和運行速度是電梯運行性能的重要指標，對此信號的處理分析可以幫助監控電梯的運行狀態，評估電梯運行性能從而預測電梯故障。

發明內容

本發明為了克服以上技術的不足，提供的一種電梯運行狀態信號預處理及提取特征量的方法，對電梯啟停階段的振動加速度低頻信號和電梯運行全程中可能代表故障隱患的振動加速度高頻信號進行信號預處理和分析，從而得到反映電梯啟動制動性能、電梯運行過程中的故障以及故障程度的特征量。

為了實現本發明的目的，本發明提出的電梯運行狀態信號預處理和提取特征量方法，包括：S1，基于第一加速度傳感器和第二加速度傳感器分別采集電梯的第一振動加速度信號和第二振動加速度信號，其中，所述第一加速度傳感器為電容式三軸加速度傳感器，第二加速度傳感器為壓電式三軸加速度傳感器；S2，對第一振動加速度信號和第二振動加速度信號分別進行信號預處理從而分別得到第一加速度信號和第二加速度信號；S3，基于第一加速度信號得到時間速度曲線，基于第二加速度信號得到峰峰值和均方根；S4，對時間速度曲線和時間速度標準曲線分別分段，并分別選取若干點作為測量特征值點和標準特征值點，并基于測量特征值點和標準特征值點得到速度曲線變異度。

電容式加速度傳感器有利于獲得電梯啟停階段的低頻信號。壓電式加速度傳感器有利于獲取電梯運行全程有可能代表故障的高頻信號。

進一步的，所述第一振動加速度信號為電梯啟動、制動過程中的振動加速度信號，至少包括電容式三軸加速度傳感器檢測的轎廂垂直振動加速度信號，所述第二振動加速度信號至少包括壓電式三軸加速度傳感器檢測的Z軸振動加速度信號。

將電容式三軸加速度傳感器和壓電式三軸加速度傳感器均置于轎廂地面中心，兩個傳感器的X軸與轎廂導軌間構成的平面垂直指向轎門，所測得的轎廂振動信號為轎廂水平振動信號；傳感器的Y軸平行于轎門，所測得的轎廂振動信號同樣為轎廂水平振動信號；傳感器的Z軸垂直于轎廂地板，所測得的轎廂振動信號為轎廂垂直振動信號。

進一步的，步驟S2中，對第一振動加速度信號進行信號預處理至少包括低通濾波、消除重力影響、消除信號噪聲以及去趨勢項，對第二振動加速度信號進行信號預處理至少包括消除信號噪聲以及去趨勢項。

進一步的，基于預設的高頻截止頻率對第一振動加速度信號進行低通濾波，以及，將第一加速度傳感器的Z軸與重力方向保持并行，并將轎廂垂直振動加速度信號減去g，從而消除重力影響。

基于本步驟實現對第一振動加速度信號的低通濾波、消除重力影響。