一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法及系统与流程

1.本发明属于重力储能技术领域，涉及一种基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法。


背景技术：

2.储能技术主要是指电能的储存，是电网中的重要环节。重力储能是一种新型的机械式的储能技术，重力储能的基本过程为：利用富裕电力驱动电机拉升重物，转变为高位势能存储，释放重物实现发电；在重物块起吊移动过程中，弹性吊具棘爪承受重物块重力时棘爪一定不能脱钩，否则重物块会导致脱落；在重物块下放过程中，在下放到地面上，弹性吊具棘爪不再承受重物块重力时棘爪要及时脱钩，否自会导致弹性吊具无法进行下一步工作，严重影响效率。所以判断弹性吊具棘爪是否能正常脱钩就是影响重物块吊装的重要因素，目前常使用有线连接或离线数据处理的方式，导致数据传输和处理的延迟影响对吊具状态的实时监测和判断；还采用预设的阈值或规则来进行吊具状态的判定，但各种工况和应用场景下的吊具动态特性不同，预设的阈值或规则无法适用于所有情况，导致误判或漏判的问题。
3.通过观察升降电机电流和压力传感器的压力变化，可以准确地捕捉到弹性吊具上重物块接近地面时的状态改变；由于该方法基于实际的信号变化进行判断，不依赖于预设的阈值或规则，在实时性要求较高的场景下，快速准确地检测弹性吊具上的重物块是否脱钩；具有灵敏度高、实时性好、相对简单和可扩展性强等优点，可作为一种有效的弹性吊具脱钩判定方法。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
6.因此，提供一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，通过对压力传感器f、升降电机电流传感器i、升降高度传感器h三组数据的高速采集与数据处理，提高弹性吊具棘爪参数的精度，最终设置脱钩概率y，实现弹性吊具棘爪收放的判定。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，包括：
8.安装传感器并对压力传感器、升降电机电流传感器和升降高度传感器进行动态高速采集信号数据；对高速采集的数据信号进行预处理；进行三次数据选取，利用信号数据配合判断脱钩状态计算脱钩概率，重复验证并存入数据库。
9.作为本发明所述的基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的一种优选方案，其中：所述高速采集信号数据包括利用离散数据高速同步采集与分析系统进行快
速捕捉，具体步骤如下：
10.离散数据高速同步采集进行实时高速数据采集，通过传感器获取实际升降高度h、压力f和升降电机电流i的实时数据，将实时数据送入数据处理系统，进行快速分析和处理反馈：
11.当实际的升降高度h＝ha，压力传感器的压力减小到f＝fa，升降电机电流减小到i＝ia时，a为规定的值，分析系统进行判定，判定结果触发反馈：停止升降操作并发出警报给操作者进行检查；
12.当实际的升降高度h≠ha，压力传感器的压力f≠fa，升降电机电流i≠ia时记录相关数据并保存进数据库中。
13.作为本发明所述的基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的一种优选方案，其中：所述预处理包括利用信号调理模块进行干扰滤波、通过最小二乘法减小误差；
14.所述信号调理模块包括将采集到的信号数据使用模拟滤波器来滤除特定频段的噪声，而后通过模数转换进行对信号进行数字处理转换成离散的数字信号，使用数字滤波器对信号进行处理，根据设计要求选择不同类型的滤波算法，有限脉冲响应和无限脉冲响应，使用插值技术来平滑信号并恢复原始形态，经过滤波和重建后的信号进行分析、处理或传输进行最小二乘法处理。
15.作为本发明所述的基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的一种优选方案，其中：所述最小二乘法包括通过单一重力储能模型数据拟合、采用相对误差求解权重使误差最小以及得到拟合后的数据集合；
16.所述单一重力储能模型包括通过不同单一重力储能模型得到的实际升降高度h、压力f和升降电机电流i的结果表示为yi(i＝1,2,3)，不同的单一模型h、f、i所分配的权重为ω＝(ω1,ω2,ω3)表示为：
17.φ＝ω1y1+ω2y2+ω3y3[0018][0019]
其中，yi为进行h、f、i数据拟合后的评分指标，φ为各单一重力储能模型通过数据拟合后产生的评分数据；
[0020]
所述相对误差求解权重包括确定模型权重ω的过程中，采用相对误差求解权重使最小二乘法运算后得到的最小值为权重表达为：
[0021][0022][0023]
其中，j为相对误差，m为评分数据总数，y为真实的评分数据，e为误差矩阵。
[0024]
作为本发明所述的基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的一种优
选方案，其中：所述数据集合包括采用拟合函数使误差最小以及形成拟合后的数据集合；
[0025]
所述拟合函数表示为：
[0026][0027]
所述误差最小表示为：
[0028][0029]
所述数据集合表示为：
[0030][0031]
其中，xi为数据集合中的第i个数据，n为数据集合中总的数据个数，φ(xi)为通过分配权重进行数据拟合后得到的评分数据，为通过最小二乘法运算后得到的评分数据，a、b为需要求解的未知参数，hi为升降高度，fi压力，ii升降电机电流。
[0032]
作为本发明所述的基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的一种优选方案，其中：所述数据选取包括三次数据选取以及利用回归系数计算脱钩概率；
[0033]
所述三次数据选取具体步骤如下：
[0034]
设定高度偏差值δh，高度修正值hj＝h
a-δh、hk＝ha+δh，并确定高度范围为hj≤hi≤hk，设定压力偏差值δf，高度修正值fm＝f
空-δf、fn＝f
空-δf，并确定压力范围为fm≤fi≤fn，设定升降电机电流偏差值δi，作为电流修正值io＝i
空-δi、i
p
＝i
空-δi，并确定电流范围为io≤ii≤i
p
；
[0035]
第一次提取三组数据：根据高度范围截取同一时间范围内的升降高度数据(hj…hk
)，压力数据(fj…fk
)，升降电机电流数据(ij…
ik)，第二次提取三组数据：根据压力范围从第一次提取后的升降高度数据、压力数据和升降电机电流数据中再次提取同一时间范围内的升降高度数据(h
jm
…hkn
)，压力数据(f
jm
…fkn
)，升降电机电流数据(i
jm
…ikn
)，第三次提取三组数据：根据电流范围从第二次提取后的升降高度数据、压力数据和升降电机电流数据，再次提取同一时间范围内的升降高度数据(h
jmo
…hknp
)，压力数据(f
jmo
…fknp
)，升降电机电流数据(i
jmo
…iknp
)，根据数据进行脱钩概率计算。
[0036]
作为本发明所述的基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的一种优选方案，其中：所述脱钩概率包括根据多元线性回归算法，分析自变量升降(h
jmo
…hknp
)、(f
jmo
…fknp
)以及(i
jmo
…iknp
)对因变量脱钩概率y的影响表示为：
[0037]
y＝β0+β1h+β2f+β3i+ε
[0038]
β＝(x
t
x)-1
x
ty[0039][0040]
其中，y为脱钩概率，β0为截距，βi为xi，i＝1,2,3的回归系数，ε为残差项，β＝[β1,β2,β3]t、y＝[y
jmo
…yknp
]t为数据的响应变量。
[0041]
本发明的另外一个目的是提供了一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法及存储介质，采集三个高速变化的信号数据，利用最小二乘法预处理数据减小误差，进行三次数据选取后每次精度都会提高，形成数据库实现弹性吊具棘爪收放的判定。
[0042]
一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定系统，其特征在于，包括传感器测量模块、信号数据采集模块、信号数据预处理模块、三次数据选取模块、保存与显示模块。
[0043]
所述传感器测量模块，实时监测吊具的受力情况。
[0044]
所述信号数据采集模块，通过同步高速数据采集卡进行实时高速采集压力、升降电机电流、升降高度数据信号的变化。
[0045]
所述信号数据预处理模块，利用信号调理模块进行干扰滤波，通过最小二乘法减小误差。
[0046]
所述三次数据选取模块，进行三次数据选取，三个信号配合判断是否能脱钩提高精确度。
[0047]
所述保存与显示模块，计算出的脱钩概率并不断验证，正确数据存入数据库，用于显示吊具的状态和提供警报信息。
[0048]
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定所述的方法的步骤。
[0049]
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定所述的方法的步骤。
[0050]
本发明的有益效果：本发明所设计的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定具有灵敏度高、实时性好、相对简单和可扩展性强等优点，实现弹性吊具棘爪收放的判定。
附图说明
[0051]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
[0052]
图1为本发明一个实施例提供的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的工作方法流程示意图。
[0053]
图2为本发明一个实施例提供的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的离散数据高速同步采集与分析系统总体设计图。
[0054]
图3为本发明一个实施例提供的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定系统的工作流程示意图。
具体实施方式
[0055]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
[0056]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0057]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独地或选择性地与其他实施例互相排斥的实施例。
[0058]
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0059]
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0060]
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0061]
实施例1
[0062]
参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，包括：
[0063]
s1：安装传感器并对压力传感器、升降电机电流传感器和升降高度传感器进行动态高速采集信号数据。
[0064]
更进一步地，通过安装压力传感器、升降电流传感器及升降高速传感器，进行三组数据的采集；压力传感器f安装在弹性吊具的称重处，用来测量弹性吊具和重物块的重力值；升降电机电流传感器i安装在升降电机的三相动力进线处，用来测量为弹性吊具提供升降动力的电机的电流值；弹性吊具的升降高度传感器h安装在跟随弹性吊具一起运动的吊绳处，用来测量弹性吊具升降的高度值。
[0065]
应说明的是，利用离散数据高速同步采集与分析系统进行快速捕捉，具体步骤如下：离散数据高速同步采集进行实时高速数据采集，通过传感器获取实际升降高度h、压力f和升降电机电流i的实时数据，将实时数据送入数据处理系统，进行快速分析和处理反馈：
当实际的升降高度h＝ha，压力传感器的压力减小到f＝fa，升降电机电流减小到i＝ia时，a为规定的值，分析系统进行判定，判定结果触发反馈：停止升降操作并发出警报给操作者进行检查；当实际的升降高度h≠ha，压力传感器的压力f≠fa，升降电机电流i≠ia时记录相关数据并保存进数据库中。
[0066]
s2：对高速采集的数据信号进行预处理。
[0067]
更进一步地，预处理包括利用信号调理模块进行干扰滤波、通过最小二乘法减小误差；所述信号调理模块包括将采集到的信号数据使用模拟滤波器来滤除特定频段的噪声，而后通过模数转换进行对信号进行数字处理转换成离散的数字信号，使用数字滤波器对信号进行处理，根据设计要求选择不同类型的滤波算法，有限脉冲响应和无限脉冲响应，使用插值技术来平滑信号并恢复原始形态，经过滤波和重建后的信号进行分析、处理或传输进行最小二乘法处理。
[0068]
应说明的是，最小二乘法包括通过单一重力储能模型数据拟合、采用相对误差求解权重使误差最小以及得到拟合后的数据集合；所述单一重力储能模型包括通过不同单一重力储能模型得到的实际升降高度h、压力f和升降电机电流i的结果表示为yi(i＝1,2,3)，不同的单一模型h、f、i所分配的权重为ω＝ω1,ω2,ω3)表示为：
[0069]
φ＝ω1y1+ω2y2+ω3y3[0070][0071]
其中，yi为进行h、f、i数据拟合后的评分指标，φ为各单一重力储能模型通过数据拟合后产生的评分数据；所述相对误差求解权重包括确定模型权重ω的过程中，采用相对误差求解权重使最小二乘法运算后得到的最小值为权重表达为：
[0072][0073][0074]
其中，j为相对误差，m为评分数据总数，y为真实的评分数据，e为误差矩阵；所述数据集合包括采用拟合函数使误差最小以及形成拟合后的数据集合；所述拟合函数表示为：
[0075][0076]
所述误差最小表示为：
[0077][0078]
分别对a和b求偏导可得：
[0079][0080][0081]
分别令以上两式的值为零，可得到a和b的最优解为：
[0082][0083][0084]
将求出的a
*
和b
*
为：
[0085][0086]
还应说明的是，最终的数据集合表示为：
[0087][0088]
其中，xi为数据集合中的第i个数据，n为数据集合中总的数据个数，φ(xi)为通过分配权重进行数据拟合后得到的评分数据，为通过最小二乘法运算后得到的评分数据，a、b为需要求解的未知参数，hi为升降高度，fi压力，ii升降电机电流。
[0089]
s3：进行三次数据选取，利用信号数据配合判断脱钩状态计算脱钩概率，重复验证并存入数据库。
[0090]
更进一步地，三组数据在同一个坐标系中，生成三条曲线分别为：升降高度曲线h对应数据(h1，h2，h3…hi
)，压力曲线f对应数据(f1，f2，f3…fi
)，升降电机电流i对应数据(i1，i2，i3…ii
)；为保证数据的同步性，三条曲线的横坐标都是使用同一个时间坐标轴；根据重物块的尺寸计算，在重物块吊运过程中，下降到重物块接触到地面时的高度ha；记录弹性吊具空载时，弹性吊具吊运过程中下降到重物块接触到地面高度ha时，压力空载数据f
空
，升降电机电流空载数据i
空
；
[0091]
应说明的是，三次数据选取具体步骤如下：设定高度偏差值δh，高度修正值hj＝h
a-δh、hk＝ha+δh，并确定高度范围为hj≤hi≤hk，设定压力偏差值δf，高度修正值fm＝f
空-δf、fn＝f
空-δf，并确定压力范围为fm≤fi≤fn，设定升降电机电流偏差值δi，作为电流修正值io＝i
空-δi、i
p
＝i
空-δi，并确定电流范围为io≤ii≤i
p
；第一次提取三组数据：根据高度范围截取同一时间范围内的升降高度数据(hj…hk
)，压力数据(fj…fk
)，升降电机电流数据(ij…
ik)，第二次提取三组数据：根据压力范围从第一次提取后的升降高度数据、压力数据和升降电机电流数据中再次提取同一时间范围内的升降高度数据(h
jm
…hkn
)，压力数据(f
jm
…fkn
)，升降电机电流数据(i
jm
…ikn
)，第三次提取三组数据：根据电流范围从第二
次提取后的升降高度数据、压力数据和升降电机电流数据，再次提取同一时间范围内的升降高度数据(h
jmo
…hknp
)，压力数据(f
jmo
…fknp
)，升降电机电流数据(i
jmo
…iknp
)，根据数据进行脱钩概率计算。
[0092]
还应说明的是，脱钩概率包括根据多元线性回归算法，分析自变量升降(h
jmo
…hknp
)、(f
jmo
…fknp
)以及(i
jmo
…iknp
)对因变量脱钩概率y的影响表示为：
[0093]
y＝β0+β1h+β2f+β3i+ε
[0094]
β＝(x
t
x)-1
x
ty[0095][0096]
其中，y为脱钩概率，β0为截距，βi为xi，i＝1,2,3的回归系数，ε为残差项，β＝[β1,β2,β3]t、y＝[y
jmo
…yknp
]t为数据的响应变量。
[0097]
还应说明的是，根据计算出的脱钩概率，不断进行验证，验证正确时的所有数据记录下来存入数据库，不断优化更新数据库。
[0098]
实施例2
[0099]
参照图2，为本发明的一个实施例，提供了一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。
[0100]
我们根据本方法测试实验采集了以下一段时间内的数据：
[0101]
表1
[0102]
时间(s)压力传感器数据110212314416586674818920
[0103]
对于该数据，阈值设置为15，连续满足条件的次数预设为3。那么根据上述算法，可以得到以下判定结果：
[0104]
表2
[0105]
时间(s)压力传感器数据判定结果110未收放状态212未收放状态314未收放状态
416收放状态58未收放状态66未收放状态74未收放状态818收放状态920收放状态
[0106]
根据判定结果，我们可以确定在第4秒、第8秒和第9秒时，弹性吊具处于收放状态，同时，在能够完善进行判定状态时，本方案在处理速度和精确度也较于传统方案有了明显的提升。
[0107]
表3
[0108][0109]
应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0110]
实施例3
[0111]
本发明第三个实施例，其不同于前两个实施例的是：
[0112]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0113]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0114]
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的
介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0115]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0116]
实施例4
[0117]
参照图3，为本发明的第四个实施例，该实施例提供了一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定系统，包括传感器测量模块、信号数据采集模块、信号数据预处理模块、三次数据选取模块、保存与显示模块。
[0118]
传感器测量模块实时监测吊具的受力情况。
[0119]
信号数据采集模块通过同步高速数据采集卡进行实时高速采集压力、升降电机电流、升降高度数据信号的变化。
[0120]
信号数据预处理模块利用信号调理模块进行干扰滤波，通过最小二乘法减小误差。
[0121]
三次数据选取模块进行三次数据选取，三个信号配合判断是否能脱钩提高精确度；
[0122]
保存与显示模块计算出的脱钩概率并不断验证，正确数据存入数据库，用于显示吊具的状态和提供警报信息。
[0123]
应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，其特征在于：包括，安装传感器并对压力传感器、升降电机电流传感器和升降高度传感器进行动态高速采集信号数据；对高速采集的数据信号进行预处理；进行三次数据选取，利用信号数据配合判断脱钩状态计算脱钩概率，重复验证并存入数据库。2.如权利要求1所述的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，其特征在于：所述高速采集信号数据包括利用离散数据高速同步采集与分析系统进行快速捕捉，具体步骤如下：离散数据高速同步采集进行实时高速数据采集，通过传感器获取实际升降高度h、压力f和升降电机电流i的实时数据，将实时数据送入数据处理系统，进行快速分析和处理反馈：当实际的升降高度h＝h
a
，压力传感器的压力减小到f＝f
a
，升降电机电流减小到i＝i
a
时，a为规定的值，分析系统进行判定，判定结果触发反馈：停止升降操作并发出警报给操作者进行检查；当实际的升降高度h≠h
a
，压力传感器的压力f≠f
a
，升降电机电流i≠i
a
时记录相关数据并保存进数据库中。3.如权利要求2所述的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，其特征在于：所述预处理包括利用信号调理模块进行干扰滤波、通过最小二乘法减小误差；所述信号调理模块包括将采集到的信号数据使用模拟滤波器来滤除特定频段的噪声，而后通过模数转换进行对信号进行数字处理转换成离散的数字信号，使用数字滤波器对信号进行处理，根据设计要求选择不同类型的滤波算法，有限脉冲响应和无限脉冲响应，使用插值技术来平滑信号并恢复原始形态，经过滤波和重建后的信号进行分析、处理或传输进行最小二乘法处理。4.如权利要求3所述的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，其特征在于：所述最小二乘法包括通过单一重力储能模型数据拟合、采用相对误差求解权重使误差最小以及得到拟合后的数据集合；所述单一重力储能模型包括通过不同单一重力储能模型得到的实际升降高度h、压力f和升降电机电流i的结果表示为y
i
(i＝1,2,3)，不同的单一模型h、f、i所分配的权重为ω＝(ω1,ω2,ω3)表示为：φ＝ω1y1+ω2y2+ω3y3其中，y
i
为进行h、f、i数据拟合后的评分指标，φ为各单一重力储能模型通过数据拟合后产生的评分数据；所述相对误差求解权重包括确定模型权重ω的过程中，采用相对误差求解权重使最小二乘法运算后得到的最小值为权重表达为：
其中，j为相对误差，m为评分数据总数，y为真实的评分数据，e为误差矩阵。5.如权利要求4所述的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，其特征在于：所述数据集合包括采用拟合函数使误差最小以及形成拟合后的数据集合；所述拟合函数表示为：所述误差最小表示为：所述数据集合表示为：其中，x
i
为数据集合中的第i个数据，n为数据集合中总的数据个数，φ(x
i
)为通过分配权重进行数据拟合后得到的评分数据，为通过最小二乘法运算后得到的评分数据，a、b为需要求解的未知参数，h
i
为升降高度，f
i
压力，i
i
升降电机电流。6.如权利要求5所述的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，其特征在于：所述数据选取包括三次数据选取以及利用回归系数计算脱钩概率；所述三次数据选取具体步骤如下：设定高度偏差值δh，高度修正值h
j
＝h
a-δh、h
k
＝h
a
+δh，并确定高度范围为h
j
≤h
i
≤h
k
，设定压力偏差值δf，高度修正值f
m
＝f
空-δf、f
n
＝f
空-δf，并确定压力范围为f
m
≤f
i
≤f
n
，设定升降电机电流偏差值δi，作为电流修正值i
o
＝i
空-δi、i
p
＝i
空-δi，并确定电流范围为i
o
≤i
i
≤i
p
；第一次提取三组数据：根据高度范围截取同一时间范围内的升降高度数据(h
j
…
h
k
)，压力数据(f
j
…
f
k
)，升降电机电流数据(i
j
…
i
k
)，第二次提取三组数据：根据压力范围从第一次提取后的升降高度数据、压力数据和升降电机电流数据中再次提取同一时间范围内的升降高度数据(h
jm
…
h
kn
)，压力数据(f
jm
…
f
kn
)，升降电机电流数据(i
jm
…
i
kn
)，第三次提取三组数据：根据电流范围从第二次提取后的升降高度数据、压力数据和升降电机电流数据，再次提取同一时间范围内的升降高度数据(h
jmo
…
h
knp
)，压力数据(f
jmo
…
f
knp
)，升降电机电流数据(i
jmo
…
i
knp
)，根据数据进行脱钩概率计算。7.如权利要求6所述的一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法，其特征在
于：所述脱钩概率包括根据多元线性回归算法，分析自变量升降(h
jmo
…
h
knp
)、(f
jmo
…
f
knp
)以及(i
jmo
…
i
knp
)对因变量脱钩概率y的影响表示为：y＝β0+β1h+β2f+β3i+εβ＝(x
t
x)-1
x
t
y其中，y为脱钩概率，β0为截距，β
i
为x
i
，i＝1,2,3的回归系数，ε为残差项，β＝[β1,β2,β3]t、y＝[y
jmo
…
y
knp
]t为数据的响应变量。8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法的系统，其特征在于：包括传感器测量模块、信号数据采集模块、信号数据预处理模块、三次数据选取模块、保存与显示模块；所述传感器测量模块，实时监测吊具的受力情况；所述信号数据采集模块，通过同步高速数据采集卡进行实时高速采集压力、升降电机电流、升降高度数据信号的变化；所述信号数据预处理模块，利用信号调理模块进行干扰滤波，通过最小二乘法减小误差；所述三次数据选取模块，进行三次数据选取，三个信号配合判断是否能脱钩提高精确度；所述保存与显示模块，计算出的脱钩概率并不断验证，正确数据存入数据库，用于显示吊具的状态和提供警报信息。9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明属于重力储能技术领域，公开了一种压力传感与数据处理的弹性吊具收放判定方法包括，安装传感器并对压力传感器、升降电机电流传感器和升降高度传感器进行动态高速采集信号数据；对高速采集的数据信号进行预处理；进行三次数据选取，利用信号数据配合判断脱钩状态计算脱钩概率，重复验证并存入数据库。本发明具有灵敏度高、实时性好、相对简单和可扩展性强等优点，实现弹性吊具棘爪收放的判定。实现弹性吊具棘爪收放的判定。实现弹性吊具棘爪收放的判定。


技术研发人员：刘大猛 陈巨龙 李震 张裕 张兆丰 杨婕睿 朱永清 王斌 汪玉翔 牟雪鹏 李庆生 王杰 李奎 钟天璇 秦珂
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/10/20