[发明专利]一种基于转速的缸压曲线重构方法

说明书

本发明属于气缸数据分析处理领域，尤其涉及一种基于转速的缸压曲线重构方法。其通过可以经外部快速测量获取的瞬时转速、角位移、上止点信号等数据，利用自编函数及比较器快速计算重构缸压数据，本方法需要测量的数据少，所需设备简单，采集效率高，后期处理计算量少，对计算系统性能要求低，缸压重构结果好。

技术领域

本发明属于气缸数据分析处理领域，尤其涉及一种基于转速的缸压曲线重构方法。

背景技术

气缸广泛应用于各生产操作及机械设备中，一旦其发生故障，将可能导致设备停机，影响正常生产工作秩序甚至造成安全事故，因此，为保证气缸安全稳定工作，需要在气缸早期设计以及后期使用过程中对气缸各项指标数据进行分析判断，以使气缸获取和保持最佳的使用状态。其中缸压重构是反映气缸压力变化情况，表现实际工作状态的重要数据，经常应用于气缸的生产检测，设计优化等工作过程中。由于气缸工作过程中缸内气压大、温度高、变化快因此不容易测量，特别是对一些不可拆卸或者正在使用中的气缸进行测量时，无法直接获取气缸内部的数据。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于转速的缸压曲线重构方法，其步骤少，数据采集及处理简单，能够重构缸压数据。

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案。

一种基于转速的缸压曲线重构方法，其特征在于，包含以下步骤：

利用传感器获取模拟信号，包括气缸中齿轮或飞轮的转速脉冲信号，齿轮旋转的角位移脉冲信号，以及气缸上止点脉冲信号；

将上述转速脉冲信号、角位移脉冲信号及气缸上止点脉冲信号分别使用比较器处理，将上述模拟信号(即不规则方波信号)转换为规则方波信号；

以上述模拟信号转换的数字信号为基础数据，寻找数字信号中的上升沿数据点位置，通过两个上升沿之间的数据总数以及采样频率确定瞬时转速得到瞬时转速的数字信号数据；

对上述瞬时转速信号数据形成的曲线图进行EMD经验模态分析后得到imf分量曲线图及数据，选取与发动机频率相同或相近的曲线图进行叠加，得到真实瞬时转速曲线图及数据；再使用巴特沃斯带通平滑滤波器进行处理；

将上述经处理形成的平滑的真实瞬时转速数据代入以下公式进行计算得到缸压重构数据以及曲线图；

其中

m1:往复运动集中换算质量；

J:旋转运动集中转动惯量；

R:曲轴半径；

第k缸相对第一缸的发火相位；

N：采样点数；

P：瞬时缸内压力；

L：曲柄长度；

θ：曲柄转角；

角速度；

角加速度；

f函数为：f(x)＝(sin(x)+(R/L)*sin(2x)./(2*sqrt(1-(R/L)²*sin(x).^2))

g函数为：g(x)＝cos(x)+(R/L)*cos(2x)./sqrt(1-(R/L)²*sin(x).^2)+

((R/L)³*sin(2x).^2)/(4*sqrt(1-(R/L)²*sin(x).^2).^3)

较优地，所述巴特沃斯带通平滑滤波器用振幅的平方对频率的公式可表示为：