【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于流水線測速和測長，具體是一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、輥道式流水線以并排布置的托輥支撐并驅(qū)動物料運動，是一種普遍應(yīng)用于板材、棒材、管材等物料輸送的工業(yè)設(shè)施。對輸送中的物料速度和長度進行測量時，常通過托輥轉(zhuǎn)速間接測量物料速度，并采用非接觸的觸發(fā)傳感器記錄物料首尾經(jīng)行時間，進而積分計算物料長度。實際使用中存在物料與托輥之間接觸不良、打滑等現(xiàn)象，造成托輥轉(zhuǎn)速與物料速度之間存在誤差。特別是輥道加速段，各相鄰輥轉(zhuǎn)速依次提升，物料重心在不同轉(zhuǎn)速的驅(qū)動輥間轉(zhuǎn)移，期間必然存在打滑現(xiàn)象；在輥道減速段，物料重心在驅(qū)動輥到從動輥或阻尼輥之間轉(zhuǎn)移，打滑現(xiàn)象依舊明顯。測速誤差在積分過程中累計，使物料長度計算難以保證準(zhǔn)確性。
2、現(xiàn)有技術(shù)主要從兩方面解決上述問題：一方面采用測速傳感器直接測量物料本身的運行速度，例如文獻(xiàn)《定尺剪自動定尺精度研究》應(yīng)用測速輪驅(qū)動增量型編碼器接觸式測速，其應(yīng)用受限于對接觸面質(zhì)量的要求，且壽命和耐沖擊性較差。公開號cn110360937a、cn112570670a的專利采用迎面式測速傳感器測量物料端面速度，其應(yīng)用受限于物料端面的垂直性且尺寸不能太小。公開號cn114577119a、cn110293138a的專利采用側(cè)面式激光測速傳感器測量物料側(cè)面的水平運動速度，其應(yīng)用受限于物料側(cè)面的平整性和物料抖動對測量的干擾。上述兩種激光測速傳感器成本高，安裝調(diào)試難度大。
3、另一方面增加觸發(fā)傳感器數(shù)量，以傳感器間距為參考解決測速和測長誤差問題。公開號cn10179792
4、上述對速度的擬合、預(yù)測方法和對加速度的估計方法，均基于加速度連續(xù)不存在突變的假設(shè)，適用于相對平緩加減速場景。但輥道式流水線存在驅(qū)動、從動、阻尼功能的多種托輥，且變速段各輥轉(zhuǎn)速不同，物料輸送過程中重心在各輥間轉(zhuǎn)移必然存在摩擦力的瞬時突變，造成加速度的突變。因此基于加速度連續(xù)的方法不適用于對輥道式流水線的測速。
5、有鑒于此，特提出本專利技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的第一目的是提供一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，針對加速度存在突變的測速場景，以輥道變速段間隔部署的若干傳感器測量物體通過各個傳感器的時刻，通過滿足約束條件的行程函數(shù)的構(gòu)造和求解提供一種準(zhǔn)確無累積誤差的測量物體速度和長度方法。
2、為實現(xiàn)本專利技術(shù)的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)提供了一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，包括如下步驟：
4、直線輥道測速段間隔部署n≥4臺觸發(fā)傳感器，輸送未知長度l的物料經(jīng)過測速段；
5、依次記錄物料觸發(fā)各傳感器的上升沿時刻序列t和下降沿時刻序列t'；
6、計算所述上升沿時刻序列t對應(yīng)的所述物料行程序列x；
7、根據(jù)所述x、t、t'構(gòu)造行程函數(shù)x(t)，使所述行程函數(shù)x(t)滿足行程約束和可微性約束，求解所述行程函數(shù)x(t)，并根據(jù)x(t)得到物料長度l以及速度函數(shù)v(t)。
8、優(yōu)選的，所述傳感器為激光、紅外、霍爾觸發(fā)傳感器，托輥為所述直線輥道部件，所述傳感器的位置與測速段所述托輥位置一一對應(yīng)。
9、優(yōu)選的，所述傳感器，沿所述物料速度方向順序編號為s1...sn，沿所述物料速度方向間距依次為已知距離d1...dn-1，所述依次記錄物料觸發(fā)各傳感器的上升沿時刻序列和下降沿時刻序列的方法為：設(shè)其中t1＝0，記錄所述物料觸發(fā)各傳感器的上升沿時刻序列t＝[t1...tn]和下降沿時刻序列t'＝[t1'...tn']；
10、優(yōu)選的，所述計算物料行程x的方法為：以所述傳感器s1為起始點，設(shè)所述上升沿時刻t1對應(yīng)的物料行程為0，計算所述上升沿時刻序列t＝[t1...tn]對應(yīng)的物料行程序列為x＝[x1...xn]，其中x1＝0，當(dāng)1<k≤n時
11、優(yōu)選的，所述使行程函數(shù)x(t)滿足行程約束和可微性約束的方法為：構(gòu)造如下滿足行程約束方程(1)、(2)和可微性約束方程(3)的行程函數(shù)x(t)：
12、x(tk)＝xk其中1≤k≤n?(17)
13、x(tk')-x(t1')＝xk其中2≤k≤n?(18)
14、x'(fk+δ)＝x'(fk-δ)其中δ→0,2≤k≤2n-1?(19)
15、優(yōu)選的，所述根據(jù)x(t)得到物料長度l方法：為構(gòu)造如下方程(4)：
16、
17、所述根據(jù)x(t)得到速度函數(shù)v(t)的方法：為構(gòu)造如下方程(5)：
18、v(t)＝x'(t)?(21)。
19、利用傳感器觸發(fā)時間和間距建立關(guān)于行程函數(shù)的一階等式，即在速度函數(shù)的積分域?qū)鄯e誤差進行了約束；進一步根據(jù)速度連續(xù)性建立關(guān)于行程函數(shù)的二階可微性約束。
20、優(yōu)選的，所述的構(gòu)造行程函數(shù)x(t)的方法包括以下步驟：
21、先升序排列所述t、t'中所有元素為時刻序列f＝[f1...f2n]；
22、根據(jù)所述時刻序列f構(gòu)造行程函數(shù)x(t)如下方程(6)所示，所述方程(6)由2n-1個分段函數(shù)x1(t)～x2n-1(t)構(gòu)成，依次以序列f中相鄰的兩個觸發(fā)時間為分段起止：
23、
24、行程函數(shù)x(t)為如圖4所示的則為連續(xù)可微函數(shù)，亦可認(rèn)為是符合行程連續(xù)約束和可微性約束的分段函數(shù)。當(dāng)摩擦合力為分段常函數(shù)時，以分段2次函數(shù)構(gòu)造行程函數(shù)；當(dāng)摩擦合力為分段線性函數(shù)時，以分段3次函數(shù)構(gòu)造行程函數(shù)。
25、優(yōu)選的，使所述行程函數(shù)x(t)滿足行程約束和可微性約束之前，先設(shè)定行程約束和可微性約束，所述的構(gòu)造滿足行程約束方程(1)、(2)和可微性約束方程(3)的行程函數(shù)x(t)的方法為構(gòu)造滿足如下方程(7)－(10)的方程(6)：
26、先根據(jù)所述時刻序列f生成類型序列p＝[p1...p2n]和索引序列q＝[q1...q2n]，所述生成類型序列本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，所述傳感器為激光、紅外、霍爾觸發(fā)傳感器，托輥為所述直線輥道部件，所述傳感器的位置與測速段所述托輥位置一一對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輥道變速段觸發(fā)傳感器測速和測長的方法，其特征在于，所述的構(gòu)造行程函數(shù)x(t)的方法包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輥道變速段觸發(fā)傳感器測速和測長的方法，其特征在于，使所述行程函數(shù)x(t)滿足行程約束和可微性約束之前，先設(shè)定行程約束和可微性約束，所述的構(gòu)造滿足行程約束方程(1)、(2)和可微性約束方程(3)的行程函數(shù)x(t)的方法為構(gòu)造滿足如下方程(7)－(10)的方程(6)：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種輥道變速段觸發(fā)傳感器測速和測長的方法，其特
8.一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的系統(tǒng)，其特征在于，包括如下模塊：
9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述程序執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項所述方法的步驟。
10.一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項所述方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，所述傳感器為激光、紅外、霍爾觸發(fā)傳感器，托輥為所述直線輥道部件，所述傳感器的位置與測速段所述托輥位置一一對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種通過傳感器在輥道變速段測速和測長的方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輥道變速段觸發(fā)傳感器測速和測長的方法，其特征在于，所述的構(gòu)造行程函數(shù)x(t)的方法包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輥道變速段觸發(fā)傳感器測速和測長的方法，其特征在于，使所述行程函數(shù)x(t)滿足行程約束和可微性約束之前，先設(shè)定行程約束和可微...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曲海波，趙楠楠，趙永豐，
申請(專利權(quán))人：北京華力興科技發(fā)展有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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