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专利号: 2020101230078
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种装载机循环工况作业阶段识别方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)采集装载机作业时工作泵出口、动臂无杆腔和转斗无杆腔的实时压力数据,并获取实时车速数据和挡位信号数据;

(2)以实时压力数据和实时车速数据建立特征向量;

(3)结合挡位信号数据,将特征向量和装载机循环工况各作业阶段的标准特征向量中的对应元素做距离运算,当距离最小时,判断装载机处于该标准特征向量所处于的作业阶段;

(4)根据当前识别的作业阶段和前一个识别的作业阶段,并结合循环工况作业阶段顺序,对当前作业阶段进行校正,并输出校正后的作业阶段;

其中,所述步骤(4)中,当前识别为空载前进,前一个识别为重载后退,则校正当前识别为重载前进卸料;

当前识别为空载前进,前一个识别为铲装,则校正当前识别为铲装;

当前识别为空载前进,前一个识别为重载前进卸料,则校正当前识别为重载前进卸料;

当前识别为空载后退,前一个识别为重载后退,则校正当前识别为重载后退;

当前识别为空载后退,前一个识别为铲装,则校正当前识别为重载后退;

所述步骤(4)中,当前识别为铲装,前一个识别为重载后退,则校正当前识别为重载前进卸料;

当前识别为铲装,前一个识别为重载前进卸料,则校正当前识别为重载前进卸料;

当前识别为铲装,前一个识别为空载后退,则校正当前识别为空载前进;

所述步骤(4)中,当前识别为重载前进卸料,前一个识别为铲装,则校正当前识别为铲装;

当前识别为重载前进卸料,前一个识别为空载前进,则校正当前识别为空载前进;

当前识别为重载前进卸料,前一个识别为空载后退,则校正当前识别为空载前进;

所述步骤(4)中,当前识别为重载后退,前一个识别为空载后退,则校正当前识别为空载后退;

当前识别为重载后退,前一个识别为重载前进卸料,则校正当前识别为空载后退;

当前识别为重载后退,前一个识别为空载前进,则校正当前识别为空载后退。

2.根据权利要求1所述的装载机循环工况作业阶段识别方法,其特征在于,装载机循环工况作业阶段的标准特征向量的建立包括:以标准操作规程沿着相同路径操作装载机进行循环装载作业,同时采集工作泵出口、动臂无杆腔和转斗无杆腔的压力数据,并同步获取车速数据;

将采集的数据按空载前进、铲装、重载后退、重载前进卸料和空载后退分为五个作业阶段,并利用压力数据和车速数据建立每个作业阶段的标准特征向量。

3.根据权利要求2所述的装载机循环工况作业阶段识别方法,其特征在于,采集得到的压力数据去除奇异点并滤波,然后将每次的循环工况数据分为五个阶段,再将每个阶段内的工作泵出口、动臂无杆腔和转斗无杆腔处压力和速度数据取均值并归一化处理,使其线性调整到[0,1],归一化具体公式为式中:f为处理前的数据; 为处理后的数据;fmax为同名称作业阶段速度最大值和同名称作业阶段、同位置处压力最大值;fmin为同名称作业阶段速度最小值和同名称作业阶段、同位置处压力最小值;

归一化后,记每个作业阶段标准特征向量X=[Pbi,Pdi,Pzi,Vi];

式中,b代表工作泵出口,d代表动臂无杆腔,z代表转斗无杆腔;i=1,2…5,其中,1代表空载前进,2代表铲装,3代表重载后退,4代表重载前进卸料,5代表空载后退段;Pbi为各作业阶段的工作泵出口压力,Pdi为各作业阶段的动臂无杆腔压力,Pzi为各作业阶段转斗无杆腔压力,Vi为各作业阶段的速度;Pbi、Pdi、Pzi和Vi的值由公式(1)处理后的数据取均值确定。

4.根据权利要求3所述的装载机循环工况作业阶段识别方法,其特征在于,所述步骤(2)中,将各监测点的实时压力数据和实时车速数据滤波、取均值再归一化处理,然后建立特征向量,记T=[tb,td,tz,tv];

式中,tb为实时的工作泵出口压力,td为实时的动臂无杆腔压力,tz为实时的转斗无杆腔压力,tv为实时的装载机速度。

5.根据权利要求4所述的装载机循环工况作业阶段识别方法,其特征在于,所述步骤(3)中,当挡位信号为前进挡时,将作业阶段特征向量T=[tb,td,tz,tv]与作业阶段标准特征向量X=[Pbi,Pdi,Pzi,Vi],i=1,2,4中的对应元素按下式做距离运算,即S=|tb‑Pbi|+|td‑Pdi|+|tz‑Pzi|+|tv‑Vi|i=1,2,4     (2)式中,S表示作业阶段特征向量T与作业阶段标准特征向量X的贴近程度;

若特征向量T与i=1时的标准特征向量X距离最小,则判断装载机处于空载前进阶段;

若特征向量T与i=2时的标准特征向量X距离最小,则判断装载机处于铲装阶段;

若特征向量T与i=4时的标准特征向量X距离最小,则判断装载机处于重载前进卸料阶段。

6.根据权利要求5所述的装载机循环工况作业阶段识别方法,其特征在于,当挡位信号为倒挡时,将作业阶段特征向量T=[tb,td,tz,tv]与作业阶段标准特征向量X=[Pbi,Pdi,Pzi,Vi],i=3,5中的对应元素按下式做距离运算,即S=|tb‑Pbi|+|td‑Pdi|+|tz‑Pzi|+|tv‑Vi|i=3,5     (3)若特征向量T与i=3时的标准特征向量X距离最小,则判断装载机处于重载后退阶段;

若特征向量T与i=5时的标准特征向量X距离最小,则判断装载机处于空载后退阶段。