电动机拖动的启闭机荷重开度检测系统研究

作     者：乔爱民 何博侠 罗少轩 黄迎辉 王艳春 QIAO Aimin;HE Boxia;LUO Shaoxuan;HUANG Yinghui;WANG Yanchun

作者机构：蚌埠学院电子与电气工程学院蚌埠233000 南京理工大学机械工程学院南京210094 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2017年第48卷第1期

页      面：386-396页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51175267 51575281) 安徽省高等学校省级自然科学重点基金项目(KJ20160A452 KJ2013Z193) 

主　　题：启闭机 荷重开度 检测系统 电动机拖动 

摘      要：荷重开度一体式传感器安装在电动机输出轴与启闭机的动力输入轴之间,可以输出包括启闭机实际负载引起的总力矩及用于开度检测的计数脉冲等电信号,同时起到联轴器的作用。通过次级旋转的变压器耦合及光电耦合方法分别实现了传感器内部旋转电路的供电及总力矩与开度脉冲等电信号的非接触传输。为了从一体式传感器输出的总力矩信号中获取启闭机的实际负载,荷重检测分为2个阶段,首先利用灰色关联校正环节对传感器内部弹性轴所受总力矩对应的模数转换(ADC)输出值进行校正,将获得的趋于稳定的ADC校正值作为第1阶段实际输出值,并将该输出值作为输入变量,在第2阶段,分别利用最小二乘支持向量回归(LS-SVR)和偏最小二乘回归(PLSR)方法实现对启闭机负载的回归预测,再通过灰色关联校正环节对该负载预测值进行校正得到最终的启闭机实际负载。试验结果表明,结合灰色关联校正方法,采用LS-SVR的启闭机实际负载回归误差在±0.6%范围内,利用PLSR的启闭机负载回归误差在±1%范围内。同时,由于荷重开度一体式传感器与电动机输出轴直接连接,在启闭机升降过程中,输出的开度计数脉冲数增加,提高了开度检测分辨率,实际开度分辨率远小于1 mm。