【摘要】：動(dòng)態(tài)扭矩傳感器直接連接于旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備和荷重裝置之間,可以輸出與實(shí)際負(fù)載相關(guān)聯(lián)的力矩信號。為了從動(dòng)態(tài)扭矩傳感器輸出的力矩信號中得到實(shí)際負(fù)載,在荷重模型建立階段,通過給荷重裝置施加不同的負(fù)載,并對動(dòng)態(tài)扭矩傳感器輸出力矩信號對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換值進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)校正,得到趨于穩(wěn)定的AD轉(zhuǎn)換校正值,在此基礎(chǔ)上,利用移動(dòng)最小二乘回歸(MLSR)實(shí)現(xiàn)對荷重裝置實(shí)際負(fù)載的非線性回歸,得到實(shí)際負(fù)載與AD轉(zhuǎn)換校正值間的非線性模型。在荷重檢測階段,進(jìn)一步利用灰色關(guān)聯(lián)校正并結(jié)合實(shí)際負(fù)載回歸模型,得到荷重裝置最終的實(shí)際負(fù)載。試驗(yàn)結(jié)果表明,結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)校正及移動(dòng)最小二乘回歸模型,荷重檢測誤差低于±0.3%。
【圖文】：

p(xm)］;Y=(y(x1)，y(x2)，…，y(xm))。⑤將式(7)代入式(4)，可得到基于動(dòng)態(tài)扭矩傳感器的荷重MLSＲ模型f(x)=∑mi=1鐖i(x)y(xi)=ΦT(x)Y=p(x)A－1(x)B(x)Y(8)MLSＲ模型建立過程中，節(jié)點(diǎn)的子域及支持域半徑選取需要根據(jù)實(shí)際的擬合效果進(jìn)行選擇。在荷重檢測階段，利用模型建立階段得到的荷重MLSＲ模型獲取荷重裝置的實(shí)際負(fù)載值時(shí)，需要進(jìn)一步利用灰色關(guān)聯(lián)校正，期望數(shù)據(jù)序列及維數(shù)選取的方法見前文所述，通過灰色關(guān)聯(lián)校正結(jié)合荷重回歸模型得到最終的實(shí)際負(fù)載輸出Mo。圖5基于動(dòng)態(tài)扭矩傳感器的荷重檢測試驗(yàn)平臺(tái)3結(jié)果分析采用直連式螺桿啟閉機(jī)作為試驗(yàn)平臺(tái)，其荷重滿量程為8000kg，升降滿行程為4m，將動(dòng)態(tài)扭矩傳感器直接連接于電動(dòng)機(jī)軸和螺桿啟閉機(jī)的動(dòng)力輸入軸之間，具體見圖5。目前，螺桿式啟閉機(jī)廣泛應(yīng)用于農(nóng)田水利工程中，但螺桿式啟閉機(jī)的荷重檢測一直是難以解決的問題，這里利用動(dòng)態(tài)扭矩傳感器采集力矩信息，并結(jié)合文中所述方法對螺桿啟閉機(jī)889

g的0～8000kg共9種固定負(fù)載，并分別記錄不同固定負(fù)載情況下實(shí)際負(fù)載上升時(shí)對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換值及其校正值。以實(shí)際負(fù)載為5000kg時(shí)為例，在荷重模型建立階段，取灰色關(guān)聯(lián)校正系數(shù)α等于0．5，權(quán)重系數(shù)η1等于0．9，η2等于0．1，期望輸出數(shù)據(jù)序列及實(shí)際輸出數(shù)據(jù)序列維數(shù)m取12，期望數(shù)據(jù)序列的元素選定為常數(shù)，且其值取實(shí)際負(fù)載上升時(shí)前20個(gè)離散的AD轉(zhuǎn)換值累加和平均，AD轉(zhuǎn)換值及其校正值的變化曲線如圖6所示。圖6實(shí)際負(fù)載為5000kg時(shí)AD轉(zhuǎn)換值及其校正值在試驗(yàn)裝置的全上升行程內(nèi)，AD輸出值及其校正值的波動(dòng)情況見圖7。從圖6及圖7可以看出，在試驗(yàn)裝置的上升滿行程范圍內(nèi)，即使試驗(yàn)裝置的實(shí)際負(fù)載為恒定值，動(dòng)態(tài)扭矩傳感器輸出力矩對應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換值也具有較大的波動(dòng)性及隨機(jī)性。在荷重模型建立階段，通過增加灰色關(guān)聯(lián)校正模型，利用校正模型可以使實(shí)際輸出數(shù)據(jù)序列具有追蹤期望數(shù)據(jù)輸出序列的特性，通過將期望輸出數(shù)據(jù)序列的元素設(shè)置為有效常數(shù)，AD轉(zhuǎn)換值經(jīng)校正后其波動(dòng)性及隨機(jī)性得到顯著的抑制，這可以有效提高實(shí)際負(fù)載回歸模型的回歸精度。圖7荷重模型建立階段輸出值波動(dòng)將離散的AD轉(zhuǎn)換校正值的集合平均作為輸入變量，，對應(yīng)的固定實(shí)際負(fù)載作為輸出變量，分別利用MLSＲ及LSＲ建立荷重回歸模型，其中MLSＲ的支持域半徑為10，LSＲ回歸多項(xiàng)式與MLSＲ的基函數(shù)相同。在實(shí)際荷重檢測階段，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，選取灰色關(guān)聯(lián)校正環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)序列維數(shù)為20，期望輸出數(shù)據(jù)序列選取方法見前文所述，首個(gè)時(shí)間域t內(nèi)的期望數(shù)據(jù)序列的元素為負(fù)載上升時(shí)前20個(gè)離散的負(fù)載回歸值的集合平均，得到試驗(yàn)裝置在上升滿行程范圍內(nèi)部分荷重檢測偏差如表1所示，圖8為上升滿行程范圍內(nèi)分別采用MLSＲ及LSＲ結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)校正的偏差分布。表1滿上升行程內(nèi)結(jié)合灰色

【參考文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2561899