[发明专利]结晶器与铸坯间摩擦力动态分析方法及装置、电子设备

权利要求书

1.一种结晶器与铸坯间摩擦力动态分析装置，其特征在于，包括液压振动系统、平衡弹簧结构、采集模块、模型构建模块、模型参数获得模块和摩擦力监测模块，其中：

液压振动系统和平衡弹簧结构，对结晶器自重进行平衡，液压振动系统安装有压力传感器和振动位移传感器；

采集模块，采集压力传感器测量的液压振动系统的输出力及振动位移传感器测量的结晶器的振动位移；

模型构建模块，根据结晶器受力平衡构建受力平衡模型，所述结晶器受力包括液压振动系统输出力、通过振动位移表征的平衡弹簧结构的弹力、通过振动加速度表征的惯性力以及通过铜板和铸坯之间的相对运动速度线性函数表征的摩擦力；

模型参数获得模块，将采集模块采集的输出力和振动位移输入模型构建模块构建的受力平衡模型，获得摩擦力和相对运动速度之间的线性函数；

摩擦力监测模块，通过模型参数获得模块获得线性函数和以后的相对运动速度变化监测摩擦力的变化。

2.根据权利要求1所述的结晶器与铸坯间摩擦力动态分析装置，其特征在于，还包括设定模块，所述设定模块设定受力平衡模型的多个假设条件，所述假设条件包括第一条件、第二条件和第三条件，所述第一条件为生产过程中，每个振动周期内，忽略冷却水在周期内的重量变化；所述第二条件为由于振动偏摆导致的摩擦力变化计入摩擦力；所述第三条件为当振动运动速度与拉速相等时，由于未产生相对运动，忽略静态摩擦力的作用，摩擦力为0。

3.根据权利要求1所述的结晶器与铸坯间摩擦力动态分析装置，其特征在于，还包括报警模块，当摩擦力监测模块监测到摩擦力变化值超过设定阈值时，发送信号给报警模块，报警模块发出异常预警信号。

4.根据权利要求1所述的结晶器与铸坯间摩擦力动态分析装置，其特征在于，所述模型参数获得模块还通过获得的线性函数及相对运动速度获得摩擦力的变化周期，将所述变化周期的线性函数发送给摩擦力监测模块，结合变化周期以后的相对运动的变化监测摩擦力的变化。

5.根据权利要求1所述的结晶器与铸坯间摩擦力动态分析装置，其特征在于，所述模型构建模块通过下式构建受力平衡模型

F_t+K(L_b-S_t)＝Ma_t+B(V_m-V_c)

其中，F_t为t时刻液压振动系统输出力，K为弹簧弹性系数，S_t为t时刻振动位移量，L_b为弹簧自由状态顶端位置，M为结晶器综合质量，a_t为t时刻振动加速度，B为摩擦力一阶系数，V_m为结晶器振动速度，V_c为铸机生产拉速。

6.根据权利要求5所述的结晶器与铸坯间摩擦力动态分析装置，其特征在于，所述模型参数获得模块包括：

变化周期获得单元，通过采集模块采集的振动位移时间序列获得振动位移的变化周期，从而获得摩擦力的变化周期，振动位移的变化周期和摩擦力的变化周期相同；

特征点采集单元，采集变化周期内振动加速度为零的特征点以及振动运动速度与拉速相等的特征点的数据；

第一模型参数获得单元，将特征点采集单元采集的特征点数据输入受力平衡模型，获得第一模型参数，所述第一模型参数包括：弹簧弹性系数、结晶器综合质量和摩擦力线性表征的一阶系数；

第二模型参数获得单元，将第一模型参数获得单元获得的第一模型参数和特征点采集单元采集的特征点的数据输入受力平衡模型，获得第二模型参数，所述第二模型参数包括弹簧自由状态顶端位置。