[发明专利]一种基于智能边缘计算的焊接电压实时监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于智能边缘计算的焊接电压实时监测方法，采用焊接电压实时监测系统实现，所述焊接电压实时监测系统包括电压传感器和智能用户终端；所述电压传感器实时采集输出电压，传输至智能用户终端；所述智能用户终端部署有用于监测电压输出稳定性的电压监测模型，输入电压信息后进行实时电压监测；当检测到输出电压不稳定时，用户智能终端发出警报提醒用户；其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、采集电压数据，并进行预处理；设置采样窗口时间t，获取连续n个采样窗口的电压测量数据，并计算电压均值，记为；采集第n+1个采样窗口的电压测量数据，并计算电压均值v_n+1；

步骤S2、设置用于描述电压输出稳定性的均值影响度因子Vav和相似度影响因子Sa；具体地，均值影响度因子Vav计算方法如下：

分别求出v_n+1与前n个采样窗口电压均值之差，分别记为；并进行加权融合，计算均值影响度因子Vav如下：

；

其中为加权系数，越靠近第n+1个采样窗口，对应均值差的加权系数越小；

采用基于路径寻优的方法计算相似度影响因子Sa；具体地，

步骤L1、将前n个采样区间作为模板区间，第n+1个采样区间作为待匹配区间，计算模板区间与待匹配区间的轨迹相似度；建立n个大小为m*m的二维矩阵，每个矩阵代表其中一个模板区间与待匹配区间的相似度得分矩阵，矩阵中的元素代表第i个模板区间电压数值与第j个待匹配区间电压数值间的相似度得分；

步骤L2、基于时间单调性，采用动态规划算法，寻找最小的相似度得分累加值，作为待匹配区间与各模板区间的最终相似度得分，依次记为S₁，S₃，…，S_n；通过加权融合计算相似度影响因子Sa如下：

；

其中为加权系数，且越靠近第n+1个采样窗口，对应相似度得分的加权系数越小；

步骤S3、基于步骤S2中设置Vav和Sa计算输出电压指标VE如下：

；

其中和/为加权系数；

步骤S4、迭代整条实际焊接电压时序数据，计算出若干VE值，确定输出电压指标的上下限为；/

步骤S5、部署步骤S1-步骤S4所述电压监测模型，智能用户终端接收电压时序数据，实时计算输出电压指标VE，并与范围进行比较，当时，则表明电压输出稳定，无需报警；当时，智能用户终端发出报警信号，提醒用户输出电压不稳定。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能边缘计算的焊接电压实时监测方法，其特征在于，设定相似度得分规则，用于填充所述步骤L1中元素代表的相似度得分值；具体相似度得分规则如下：以模板区间中的具体电压点/为基准，

（1）当待匹配区间内的电压点满足/时，相似度得分为；

（2）当时，相似度得分为/；

（3）当时，相似度得分为/；

（4）当时，相似度得分为/；

（5）当时，相似度得分为/；

（6）当时，相似度得分为/；

其中，-/代表预设的相似度分数值，且从/至/依次增大。/