[发明专利]基于能量阈值算法的电梯门运行速度估计方法

说明书

本发明公开了一种基于能量阈值算法的电梯门实时运行速度估计方法。本发明包括如下步骤：步骤1、通过加速度传感器获取原始电梯门运行的加速度信号；步骤2、对获得的加速度信号进行去趋势项处理；步骤3、通过快速傅里叶变换转换为频域，滤波去噪；步骤4、对滤波后的频域信号进行傅里叶逆变换，计算加速度信号的能量；步骤5、对电梯的运行阶段设定阈值，去除抖动噪声信号；步骤6、对最终加速度信号q(t)进行积分处理，得到相对应的实时速度信号。本发明去除电梯开关门瞬间及开关门间隙存在的抖动干扰信号，同时还能保证减少有用信号的损失，积分得到速度信号。

技术领域

本发明属于电气控制和数字信号处理领域，涉及一种基于能量阈值算法的电梯门实时运行速度估计方法。

背景技术

电梯作为一种公共交通工具，最基础最本质的功能便是能保证把人或货物平稳安全地送达至目的楼层，但长期以来，我国因电梯事故而造成人员伤亡的情况屡有发生，如何能保证电梯安全运行，最大限度减少损失，成为政府监管部门、电梯制造商、电梯供应商等部门需要亟待解决的头等大事。

在电梯的安全运行中，门的开关及运行速度是衡量电梯是否正常运行的重要指标之一。电梯门的加速度信号能很好的用于计算和估计其实时运行速度，但加速度传感器在现场采集过程中伴随着各种噪声和干扰，导致在加速度信号处理的过程中，积分后的速度信号有很大的误差，以及二次积分后的结果存在较严重的失真。同时采用频域滤波之后，电梯门在开关间隙门的静止状态以及开关门瞬间，都存在着小幅值的抖动信号。因此，电梯门的加速度信号的准确处理算法是估计其实时速度值和运行状态的核心部分。

本专利提出一种基于能量阈值算法与时域频域滤波算法相结合的电梯门实时运行速度估计方法，该算法能较准确地估计电梯门实时运行中的加速度值、速度值以及运行状态。这些参数都将作为电梯正常运行、安全监测以及保养维护中的重要指标。

发明内容

本发明通过一系列信号处理算法对采集到的电梯门加速度信号进行处理，拟得到较为精确的电梯门运行加速度及速度值，以便于了解电梯是否安全运行，为电梯运行的准确判断、减小事故发生的概率、提高监控以及运维的效率、减少人力成本提供保证。

本专利算法主要实现流程如下：首先，对实测的电梯门开关加速度信号数据进行去趋势项处理；并通过快速傅里叶变换将时域信号转换到频域，进行频域滤波；然后，经过傅里叶逆变换，对变换后的时域信号采用能量阈值算法处理，滤除电梯开关门瞬间以及开关门间隙存在的抖动干扰信号；最后，对处理后的加速度信号进行积分，得到电梯门的实时速度信号。

本发明主要包括如下步骤：

步骤1、通过加速度传感器获取原始电梯门运行的加速度信号；

1-1、将加速度传感器水平放置在电梯门的一侧；

1-2、人为控制电梯门的开关，通过加速度传感器记录电梯门每一次开门和关门时加速度信号数据。

步骤2、对获得的加速度信号进行去趋势项处理；

2-1、对获取的加速度信号数据，计算其趋势项；

实测获取的电梯门加速度信号的采样数据为{x_k}(k＝1,2,3,...,n)，n为采样数据的长度，为了便于计算，将采样数据长度扩展为N，且使N＝2^L，L为使N≥n的最小整数，令采样时间间隔Δt＝1，设一个多项式函数：

确定多项式函数的各待定系数a_j(j＝0,1,...,m)，使得多项式函数与采样数据x_k的误差平方和E最小，即

满足E有极值的条件为：