[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

说明书

本发明公开了一种基于智能边缘计算的焊接电压实时监测系统及方法，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；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，通过接收电压传感器传输的电压信息进行实时电压监测，当检测到输出电压不稳定时，智能用户终端发出警报提醒用户；本发明还公开了配套的电压监测方法，通过设置均值影响度因子和相似度影响因子的加权融合指标，用于衡量当前采样时间段内电压是否存在不稳定现象；采用的均值影响度因子可以准确描述电压突升和突降情况，设置的相似度影响因子可以准确描述当电压变化较为平缓或波形变化较大但均值变化较小的情况，进而实现电压稳定性的准确实时监测。

技术领域

本发明属于电压测量系统技术领域，特别涉及一种基于智能边缘计算的焊接电压实时监测系统及方法。

背景技术

在工业4.0的大背景下，焊接过程也在朝着智能化的方向飞速发展。智慧焊接是智能制造领域中最重要的研究课题之一，近年来，具有小型化、无接触式及大传输量等特点的传感技术更多地被应用到焊接过程及质量实时控制中，在焊接时序数据，如电压、电流数据的测量环节中，广泛采用电弧传感、视觉传感、声音传感、光谱传感等技术进行数据采集。

在传统的电压数据采集过程中，一般将电压传感器并联于焊机电源箱两端，用于测量焊机电源箱两侧的输出电压，实际测量过程中，由于间歇性空载和其他干扰问题的存在，焊机电源箱的输出电压并不总是稳定的，这对于焊机的持续输出功率会产生较为明显的影响，进而导致焊接质量产生偏差，因此有必要对电压测量系统进行实时监测，当输出电压不稳定时，提醒用户进行及时排查，防止焊机由于输出电压不稳定而造成焊接质量问题。

发明内容

发明目的：针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种基于智能边缘计算的焊接电压实时监测系统，包括电压传感器和智能用户终端，通过在智能用户终端部署电压监测模型，对采集的电压时序数据进行实时监测。

技术方案：

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[v₁，v₂，...，v_n]；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[av₁，av₂，...，av_n]；并进行加权融合，计算均值影响度Vav如下：

Vav＝λ₁×av₁+λ₂×av₂+...+λ_n×av_n

其中λ_n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，