[发明专利]基于物理模型去噪的获取游梁抽油机冲程和冲次的方法

权利要求书

1.基于物理模型去噪的获取游梁抽油机冲程和冲次的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过加速度传感器采集游梁抽油机设备悬点处加速度数据；并通过WIA-PA芯片对加速度数据进行处理，得到处理后的加速度数据；

2)对处理后的加速度数据中异常数据进行数据处理，并将处理后的加速度数据通过低通滤波器进行滤波，经过小波分解重构提取滤波后加速度数据的低频信号特征，即重构数据；

3)将重构数据转化为真实的加速度值，并获取加速度的单个周期数据；

4)根据游梁抽油机的机械参数及曲柄转速，对游梁抽油机进行建模，得到游梁抽油机的加速度物理模型；

游梁抽油机的加速度物理模型的理论加速度表达式α如下：

其中：

θ₄＝atan((H-G)/I)

A₁＝2RPsinθ-2PKcosθ₄

A₂＝2CKcosθ₄-2RCsinθ

B₁＝2RPcosθ-2PKsinθ₄

B₂＝2CKsinθ₄-2RCcosθ

C₁＝R²+P²+K²-C²-2RKsin(θ+θ₄)

C₂＝R²-P²+K²+C²-2RKsin(θ+θ₄)

ω_BD＝-ωRcos(θ+θ₃)/P/sin(θ₂-θ₃)

其中，A为游梁前臂长度，C为游梁后臂长度，BD为游梁抽油机的连杆，P为连杆长度，R为曲柄长度，K为极距，H为游梁支撑中心与地面之间的距离，I为电机轴中心到游梁支撑中心在水平方向的距离，J为曲柄销轴承中心到游梁支撑中心的距离，G为电机轴中心到底座底部的高度，^θ为曲柄角，ω为曲柄角速度，ω_BD是连杆BD绕B转动角速度，是连杆AB绕O₁的转动角速度，θ₁为曲柄与水平方向逆时针转动的夹角，θ₂为连杆BD与水平方向逆时针绕D转动的夹角，θ₃为杆O₁B与水平方向逆时针绕O₁转动的夹角，θ₄为O₁和O的连线与水平方向的夹角；

5)通过遗传算法结合单周期加速度数据和游梁抽油机的加速度物理模型，对游梁抽油机的加速度物理模型进行去噪，得到游梁抽油机的机械参数及曲柄转速数据；

6)根据得到游梁抽油机的机械参数及曲柄转速数据，得到当前理论加速度数据的冲程及其冲次，即所测数据对应的真实冲程和冲次。

2.根据权利要求1所述的基于物理模型去噪的获取游梁抽油机冲程和冲次的方法，其特征在于，所述步骤3)，包括以下步骤：

(1)根据加速度转化公式，得到真实的加速度数据值；

(2)通过寻找加速度值中的极大值点，对极大值点进行筛选，去除错误极大值点，得到筛选后的极大值点及其位置信息；

(3)根据极大值点的位置对加速度值进行切分，切分得到的每段加速度数据即单个周期加速度数据。

3.根据权利要求2所述的基于物理模型去噪的获取游梁抽油机冲程和冲次的方法，其特征在于，所述步骤(2)，具体为：

对整个加速度数据求取均值作为最大极值点的最小高度阈值；

对整个加速度数据通过傅里叶变换获取能量最大值对应的信号频率，作为对应周期的估计值，把对应周期的0.5倍值作为最大极值点的最小距离阈值；

根据极大值点的最小高度阈值以及相邻极大值点的最小距离阈值进行筛选，得到加速度值的极大值点及其位置信息。