大连理工大学张洋获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种基于时序信号的永磁联轴器对中状态预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116821727B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310756587.8,技术领域涉及:G06F18/2321;该发明授权一种基于时序信号的永磁联轴器对中状态预测方法是由张洋;苏桂龙;李阳阳;罗唯奇;程习康;周孟德;刘巍;何涛设计研发完成,并于2023-06-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于时序信号的永磁联轴器对中状态预测方法在说明书摘要公布了:本发明属于永磁磁力传动技术领域,提供一种基于时序信号的永磁联轴器对中状态预测方法。首先引入两个相互正交的状态向量来表征永磁联轴器内、外转子的偏心距和位置角,对永磁联轴器内、外转子的轴向截面进行理论建模;结合蒙特卡罗算法的近似计算模型,将实测结果引用到计算中对数据集进行权重的重新评估计算,实现永磁联轴器对中状态的快速预测评估。本发明可实现不同类型永磁联轴器对中状态的预测评估,适应性较强;此外,通过统计概率方法对实测数据进行权重重新评估计算,修正计算结果,保证了预测数值的精度,可为永磁联轴器的多参量状态评估预测提供重要的技术支撑。在实际工程应用方面具有较好的实际运用性能,操作简单且计算量小。
本发明授权一种基于时序信号的永磁联轴器对中状态预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于时序信号的永磁联轴器对中状态预测方法,其特征在于,所述预测方法包括如下步骤: 第一步、针对永磁联轴器对中状态进行动态建模 选取永磁联轴器轴向横截面来表征联轴器运行过程中的轴心轨迹,用于评估联轴器的对中状态;将两个激光位移传感器7分别布置在永磁联轴器轴向中心截面的横向和纵向位置;以外转子8圆心为坐标原点建立二维笛卡尔坐标系,外转子8内径尺寸为R,圆心为O,内转子9外径尺寸为r,圆心为O’,a、b分别为内转子9相对于外转子8在水平方向及垂直方向上的偏移距离;A、B分别为外转子8内径圆周与横纵坐标轴的交点,A'和B'分别为内转子9外径圆周与横纵坐标轴的交点,四个点的坐标分别为R,0、0,R、R-a,0以及0,R-b: ZX=[ZX1,ZX2,ZX3,......,ZXN]2 ZY=[ZY1,ZY2,ZY3,......,ZYN]3 式中:ZX为横向放置的激光位移传感器7在水平方向上的实测数据;ZY为纵向放置的激光位移传感器7在垂直方向上的实测数据;X0为横向放置的激光位移传感器7与外转子8外表面的距离;Y0为纵向放置的激光位移传感器7与外转子8外表面的距离; 将测量计算得到的A'、B'坐标分别代入标准圆方程中得到方程组: 式中,x、y为标准圆方程中的变量; 求解上述方程组,得到轴心坐标O'x',y',即为内转子9相对于外转子8的运动轨迹,其中x'、y'为根据式4求解出来的轴心横纵坐标值; 则偏心距e为: 位置角θ为: 第二步、搭建永磁联轴器对中状态预测试验系统; 第三步、采集永磁联轴器对中状态表征参数 永磁联轴器对中状态预测试验系统的稳定运行后,打开激光位移传感器7连续采集,得到位移数据ZX,ZY的数据集;依据第一步,计算出偏心距:e=[e1,e2,e3,......,eN],其中,N表示采集到的数据点个数; 第四步、建立永磁联轴器对中状态预测模型 利用历史时域[-T,0]内激光位移传感器7采集到的横向位置[ZXi-T]i=1,2,3,......,N及纵向位置[ZYi-T]i=1,2,3,......,N作为输入,输出未来时域[0,T]的偏心距e,建立对中状态预测模型: 状态初始化:t=0,其中t表示当前时间; 取初始重要性函数: 其中:Xi为模拟生成水平方向移动的初始数据点,Yi为模拟生成垂直方向移动的初始数据点,white表示随机白噪声,tn控制白噪声的方差大小;D控制白噪声的幅值大小; 由初始重要性函数π[Xi0]、π[Yi0]生成初始数据集[Xi0]i=1,2,3,......,N、[Yi0]i=1,2,3,......,N,所有的数据点的权重赋为 [Xi0]~PX09 [Yi0]~PY010 式中,PX0为水平方向初始数据点的近似密度函数,PY0为垂直方向初始数据点的近似密度函数;即两个初始数据集均服从特定的概率分布; 时间更新:t=k-1,k1,k代表k时刻 依据重要性函数π[Xik|Xik-1,ZXik-1]生成时间更新后的数据点[Xik]i=1,2,3,......,N、[Yik]i=1,2,3,......,N: [Xik]~π[Xik|Xik-1,ZXik-1]11 [Yik]~π[Yik|Yik-1,ZYik-1]12 预测更新:t=k 结合k时刻获得的测量值:ZXk及ZYk,得出PXik|ZXik及PYik|ZYik并计算出k时刻的重要性权值W[Xik]及W[Yik]: W[Xik]=W[Xik-1]P[ZXk|Xik]14 其中: 同理得到W[Yik]; 归一化重要性权值: 根据归一化后的权重Wik,舍弃权重低于0.005的数据点,并且权重高于0.005的数据点按照其权重所占的比例进行复制,以保证数据点数目N不变,最终得到新的数据集[Xik*],同理得到[Yik*]; 第五步、得到k时刻的后验状态估计并输出结果 通过后验分布P[Xik*]|ZXk,得到满足最小均方误差条件下X的最优估计规划: 式中,为预测得到k时刻的水平方向位移点,为预测得到k时刻的垂直方向位移点,和分别为上述数据点的狄拉克函数表达式; 同理可得Y的最优估计规划; 最后根据式7计算出下一时刻的偏心距ek和位置角θk: 通过偏心距ek和位置角θk表征永磁联轴器的对中状态。
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