[發明專利]一種動態車載稱重系統的傳感器故障檢測方法

在審

• 申請號: 202110473995.3
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113203464A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 王憲保;段明明;周寶;余皓鑫
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01G23/01
• 分類號: G01G23/01;G01G19/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發明涉及一種動態車載稱重系統的傳感器故障檢測方法，首先對動態車載稱重系統傳感器相關信息的獲取，建立原始數據數據庫；其次對數據集預處理，去除噪聲信號。然后基于預處理后的數據集計算故障檢測閾值和故障分離模型。在線狀態下，采用同樣的方式采集數據并計算每個時間窗的絕對值和，并與故障檢測閾值進行比較，然后通過故障估計方法確定系統故障強度以及確定故障類型。本發明中所述的方法能對車載稱重系統傳感器是否出現故障進行檢測同時對出現故障進行分類，無需構建復雜的數學模型，能夠在降低故障診斷次數的前提下，提高故障檢出率。

技術領域

本發明涉及車載稱重領域，具體涉及一種動態車載稱重系統的傳感器故障檢測方法。

背景技術

隨著我國經濟的迅猛發展，基礎設施建設工程也蓬勃發展。經濟建設發展和工程技術創新給我國的交通系統及城市化建設帶來了深刻的變革。公路交通作為我國交通運輸系統的核心部分,對國民的生產、生活以及國家的經濟增長起著重要作用。然而由于交通量大、嚴重超載等問題的存在,我國道路交通基礎設施的功能性、耐久性、經濟性和安全性都面臨著巨大挑戰。當前技術上動態稱重技術并不完善，測量技術的不成熟的同時還伴隨著傳感器故障，導致測量效果不佳，準確度低，不能滿足當前動態稱重設備的需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種動態車載稱重系統的傳感器故障檢測方法，提高了動態車載稱重系統中傳感器故障檢測的精度，且檢測成本低，檢測效率高。

本發明的目的通過如下的技術方案來實現：

一種動態車載稱重系統的傳感器故障檢測方法，所述的動態車載稱重系統的傳感器故障檢測方法包括離線狀態和在線故障檢測兩個階段，其中，所述的離線狀態包括如下步驟：

S1：所述的動態車載稱重系統正常運行一段時間，采集在該段時間內車載稱重系統各傳感器數據；

S2：對于原始數據進行預處理，從而去除其噪聲，并將預處理后的數據構成離線狀態下的訓練數據集；

S3：從第一組樣本數據開始，每過一個采樣周期T_s向時間增長方向順序移動一組，即采用數據窗順移的方式采集T時長的數據，其中，數據窗的時間間隔為系統發生故障后動態調節時間t_a，則每個數據窗所包含的數據組數為數據窗的個數為組數據；

S4：計算每個采樣點的殘差絕對值

|e(k)|＝|y_m(k)-y_sp|

式中：

y_m(k)為第m個傳感器輸出值，k表示第k組數據，k∈[1,N_s]；

y_sp為系統設給定值，對于同種型號的傳感器該值相同。

S5：計算離線狀態下故障檢測閾值，具體步驟如下：

S5.1：計算出每個數據窗口的殘差絕對值和E(k)

S5.2計算傳感器正常工作的m_nor個數據窗中的的E(k)值形成新的數據集SAE的平均值 sae和標準差σ：

S5.3：計算檢測閾值V_thres：

V_thres＝sae+3σ

該式即為故障檢測模型。