[发明专利]一种基于数据驱动的隧道掘进机推进过程摩擦力计算方法

权利要求书

1.一种基于数据驱动的隧道掘进机推进过程摩擦力计算方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：按照设定频率采集当前循环中隧道掘进机推进过程的实时数据，实时数据包含总推进力F、推进速度V和刀盘转速n；

步骤二：提取当前循环从刀盘启动至平稳掘进过程的实时数据，平稳掘进过程的判定标准为总推进力F、推进速度V和刀盘转速n三者变异系数均小于设定阈值；

步骤三：提取步骤二中实时数据的数据段的推进速度V求取k次微分；

步骤四：寻找推进速度连续增大不低于k+1个采样点的数据段i～i+L为目标检测段，目标检测段的总推进力F的均值为隧道掘进机推进过程摩擦力值，其中，L表示目标检测段的数据序列长度。

2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的隧道掘进机推进过程摩擦力计算方法，其特征在于，所述步骤二中变异系数的计算方法为：

总推进力F的变异系数Cv(F)为：

推进速度V的变异系数Cv(V)为：

刀盘转速n的变异系数Cv(n)为：

其中，std()是标准差函数，Mean()为均值函数。

3.根据权利要求1或2所述的基于数据驱动的隧道掘进机推进过程摩擦力计算方法，其特征在于，所述步骤三中的微分是在离散数据序列里前后求差值；微分次数根据人为经验设定，且k＝3。

4.根据权利要求3所述的基于数据驱动的隧道掘进机推进过程摩擦力计算方法，其特征在于，推进速度V三次微分的计算方法为：

即k＝3，提取的平稳掘进过程的提取段的推进速度序列为V＝(V₁，V₂，…V_p)，p为提取段的总点数；

第一次求差分的结果D_iff1为：

D_iff1＝(V₂-V₁,V₃-V₂,…V_p-V_p-1)；

统计结果D_iff1中大于0的点所在的位置，记为Pos1：

Pos1＝(m₁₁,m₁₂,…m_1q)；

其中，m₁₁,m₁₂,…m_1q为结果D_iff1中大于0的点所在的位置代号，q为结果D_iff1中大于0的点的总个数，且q＝3；

第二次求差分的结果D_iff2为：

D_iff2＝(m₁₂-m₁₁,m₁₃-m₁₂,…m_1q-m_1(q-1))；

统计结果D_iff2中等于1的点所在的位置Pos2为：

Pos2＝(m₂₁,m₂₂,…m_2r)；

其中，m₂₁,m₂₂,…m_2r为结果D_iff2中大于1的点所在的位置代号，r为结果D_iff2中大于0的点的总个数，r＝2；

第三次求差分的结果D_iff3为：

D_iff3＝(m₂₁-m₂₂,m₂₃-m₂₂,…m_2r-m_2(r-1))；

统计结果D_iff3中第一个等于1的点所在的位置Pos3为：Pos3＝m_target；

其中，m_target为通过三次微分找到的满足推进速度连续增大的目标位置点。