起重机负载重量检测方法、装置、计算机设备和存储介质与流程
本申请涉及起重机技术领域，特别是涉及一种起重机负载检测方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术：
起重机在社会生产活动中起着重要作用，其种类型号繁多，数量庞大，桥式、门式、塔式等起重机在工厂、港口、矿山大量使用。作为特种设备，起重机在运行过程中有着严格的安全保护要求，而负载重量监测是预防超载事故、防止设备损伤的重要措施。
起重机负载测量技术对作业过程中的负载重量信号进行实时检测、分析，结合起重机的运行工况，进行超载保护，是起重机运行的强制安全技术要求。随着对起重机安全性及作业效率要求的不断提高，负载监测技术也向高精度、高可靠性、多功能趋势发展。综合国内外起重机安全保护产品的发展及研究情况，起重机负载测量技术主要分为力传感器直接测量法、电机信号检测法两种。其中，力传感器直接测量法是采用应变式压力、拉力传感器，与配套机械结构一起安装在起重机受力位置，负载重量引起力传感器应变片形变，结合信号检测技术对负载重量进行测量。电机信号检测法是通过对起重机电机电流、功率信号的检测分析间接测量负载重量。
然而，目前起重机负载重量检测技术存在起重机负载重量检测误差大的问题。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高起重机负载重量检测准确性的起重机负载重量方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种起重机负载重量检测方法，所述方法包括：
获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据；
根据所述电量检测数据，确定所述起重机的运行状态；
获取所述运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合；
根据所述电量检测数据和所述预设参数值集合中的每组预设参数值，确定所述起重机在所述运行状态下对应的目标稳态参数值；
根据所述电量检测数据和所述目标稳态参数值，计算所述起重机的实时负载重量。
在其中一个实施例中，在所述获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据之前，所述方法还包括：
获取所述起重机的起重机传动系统模型；所述起重机简化传动模型用于描述所述起重机的输入功率和/或所述起重机的转动惯量的运行功率与负载重量的运行功率之间的关系；
根据预设的现场调试策略，确定所述起重机传动系统模型的预设参数值集合。
在其中一个实施例中，所述电量检测数据包括实时电压和实时电流；所述根据所述电量检测数据，确定所述起重机的运行状态，包括：
根据所述实时电压和实时电流，确定所述起重机的实时角速度和实时加速度；
根据所述实时角速度和所述实时加速度，确定所述起重机的运行状态。
在其中一个实施例中，所述运行状态为匀速运行状态；所述获取所述运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合，包括：
获取所述匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合中的预设稳态参数值集合。
在其中一个实施例中，所述根据所述电量检测数据和所述预设参数值集合中的每组预设参数值，确定所述起重机在所述运行状态下对应的目标稳态参数值，包括：
从所述起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式；所述实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式包括第一稳态参数；
把所述预设稳态参数值集合中的每组预设稳态参数值依次赋值给所述第一稳态参数，并将所述实时角速度代入所述实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式，得到负载重量的运行功率集合；
通过对所述负载重量的运行功率集合和所述预设参数值集合对应的预设负载重量集进行拟合，确定所述起重机在所述运行状态下对应的目标稳态参数值。
在其中一个实施例中，所述根据所述电量检测数据和所述目标稳态参数值，计算所述起重机的实时负载重量，包括：
根据所述实时电压和实时电流确定所述起重机的实时电机功率；
从所述起重机传动系统模型中获取负载重量与负载重量的运行功率之间的函数关系式，所述负载重量与负载重量运行功率的函数关系式中包括第二稳态参数；
把所述目标稳态参数值赋值给所述第二稳态参数，并将所述实时电机功率代入所述负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定所述起重机的实时负载重量。
在其中一个实施例中，所述运行状态为非匀速运行状态；在获取所述运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合之前，所述方法还包括：
获取所述非匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的默认惯量参数值；
将所述默认惯量参数值和所述实时角速度代入所述起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式中，确定所述起重机的转动惯量；
根据所述实时电机功率和所述转动惯量，确定所述起重机的负载重量的实时运行功率，执行所述获取所述运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合步骤，所述预设参数值集合中包括预设稳态参数值集合和预设惯量参数值集合。
在其中一个实施例中，所述根据所述电量检测数据和所述目标稳态参数值，计算所述起重机的实时负载重量，包括：
把所述目标稳态参数值赋值给所述第二稳态参数，并将所述负载重量的实时运行功率代入所述负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定所述起重机的实时负载重量。
在其中一个实施例中，在把所述目标稳态参数值赋值给所述第二稳态参数，并将所述负载重量的实时运行功率代入所述负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定所述起重机的实时负载重量之后，所述方法还包括：
获取所述起重机传动系统模型对应的预设惯量参数值集；
将所述预设惯量参数值集中的每组预设惯量参数值和所述实时角速度代入所述起重机传动系统模型中转动惯量表达式，确定修正惯量参数值；所述转动惯量表达式用于表征所述起重机的实时角速度与转动惯量之间的函数关系；
将所述修正惯量参数值和所述实时负载重量代入所述起重机传动系统模型中修正转动惯量表达式中，确定所述起重机的修正转动惯量；所述修正转动惯量表达式用于表征负载重量与修正转动惯量之间的函数关系；
根据所述修正转动惯量和所述实时电机功率，确定所述起重机在所述非匀速状态下负载重量的修正运行功率；
把所述非匀速运行状态下的目标稳态参数值赋值给所述第二稳态参数，并将所述非匀速状态下负载重量的修正运行功率代入所述负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定所述起重机修正后的实时负载重量。
一种起重机负载重量检测装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据；
第一确定模块，用于根据所述电量检测数据，确定所述起重机的运行状态；
第二获取模块，用于获取所述运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合；
第二确定模块，用于根据所述电量检测数据和所述预设参数值集合中的每组预设参数值，确定所述起重机在所述运行状态下对应的目标稳态参数值；
计算模块，用于根据所述电量检测数据和所述目标稳态参数值，计算所述起重机的实时负载重量。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据；
根据所述电量检测数据，确定所述起重机的运行状态；
获取所述运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合；
根据所述电量检测数据和所述预设参数值集合中的每组预设参数值，确定所述起重机在所述运行状态下对应的目标稳态参数值；
根据所述电量检测数据和所述目标稳态参数值，计算所述起重机的实时负载重量。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据；
根据所述电量检测数据，确定所述起重机的运行状态；
获取所述运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合；
根据所述电量检测数据和所述预设参数值集合中的每组预设参数值，确定所述起重机在所述运行状态下对应的目标稳态参数值；
根据所述电量检测数据和所述目标稳态参数值，计算所述起重机的实时负载重量。
上述起重机负载重量检测方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据；根据电量检测数据，确定起重机的运行状态；获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合；根据电量检测数据和预设参数值集合中的每组预设参数值，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值；根据电量检测数据和目标稳态参数值，计算起重机的实时负载重量。根据电机的电量检测数据确定起重机的运行状态，根据起重机的运行状态确定对应的起重机传动系统模型和预设参数值集合；即，通过结合电量检测数据和起重机传动系统模型，确定起重机的实时负载重量，避免起动机运行过程中的振动、冲击等因素造成的数据测量误差，提高了起重机负载重量检测的准确性。
附图说明
图1为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图2为一个实施例中起重机负载重量检测方法的流程示意图；
图3为一个实施例中一种起重机传动系统模型的预设参数值集合确定方法的流程示意图；
图4为一个实施例中起重机的实时负载重量检测的系统结构示意图；
图5为另一个实施例中匀速运行状态下，起重机负载重量检测方法的流程示意图；
图6为另一个实施例中非匀速运行状态下，起重机负载重量检测方法的流程示意图；
图7为一个实施例中非匀速运行状态下，起重机负载重量检测方法起重机负载重量修正方法的流程示意图；
图8为一个实施例中起重机负载重量检测步骤的流程示意图；
图9为一个实施例中起重机负载重量检测装置的结构框图；
图10为一个实施例中起重机负载重量检测装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图1所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种负载重量检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种起重机负载重量检测方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：
步骤202，获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据。
其中，电量检测数据是指起重机驱动电机运行过程中，驱动电机的电压和电流等数据。
步骤204，根据电量检测数据，确定起重机的运行状态。
其中，起重机在作业过程中的运行状态可以包括匀速运行状态和非匀速运行状态，非匀速状态可以包括加速运行和减速运行，加速运行可以包括加速上升、加速下降；减速运行可以包括减速上升、减速下降。
具体地，根据电量检测数据中的实时电压和实时电流，结合无转速传感器的电机转速算法，计算出起重机的实时角速度；根据角速度和加速度满足的关系式，确定起重机的实时加速度。可选地，在起重机上安装转速传感器，通过转速传感器获取起重机的实时角速度，根据实时角速度确定实时加速。
在一个实施例中，电量检测数据包括实时电压和实时电流；根据电量检测数据，确定起重机的运行状态，包括：
根据实时电压和实时电流，确定起重机的实时角速度和实时加速度；根据实时角速度和实时加速度，确定起重机的运行状态。
可选地，根据实时角速度值与预设角速度值(如，0)的关系可以确定起重机的运行状态；例如，当实时角速度值大于0时，起重机机的运行状态为上升状态；当实时角速度值小于0时，起重机机的运行状态为下降状态；当实时加速度等于0时，起重机的运行状态为匀速运行状态；当实时加速度大于0且实时角速度值大于0时，起重机的运行状态为加速上升，当实时加速度大于0且实时角速度值小于0时，起重机的运行状态为减速下降；当实时加速度小于0且实时角速度值大于0时，起重机的运行状态为减速上升，当实时加速度小于0且实时角速度值小于0时，起重机的运行状态为加速下降。
步骤206，获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合。
其中，预设参数值集合是在调试状态下，通过起重机传动系统模型对起重机进行调试，得到的起重机传动系统模型的预设参数值集合。预设参数值集合中每一组预设参数中可以包括三个参数值。
步骤208，根据电量检测数据和预设参数值集合中的每组预设参数值，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值。
具体地，根据运行状态从起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式；根据电量检测数据确定起重机的实时角速度，把确定的实时角速度和预设参数值集合中的每组预设参数代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式中，得到与实时角速度对应的负载重量的运行功率；通过最小二乘法对负载重量的运行功率和预设参数值集合中对应的预设负载重量集进行拟合，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值。
步骤210，根据电量检测数据和目标稳态参数值，计算起重机的实时负载重量。
具体地，根据电量检测数据中的实时电压和实时电流确定负载重量的实时运行功率；从起重机传动系统模型中获取负载重量与负载重量的运行功率的函数关系式；把负载重量的实时运行功率和目标稳态参数值代入负载重量与负载重量的运行功率的函数关系式中，计算出起重机的实时负载重量。
上述起重机负载重量检测方法中，通过获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据；根据电量检测数据，确定起重机的运行状态；获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合；根据电量检测数据和预设参数值集合中的每组预设参数值，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值；根据电量检测数据和目标稳态参数值，计算起重机的实时负载重量。根据电机的电量检测数据确定起重机的运行状态，根据起重机的运行状态确定对应的起重机传动系统模型和预设参数值集合；即，通过结合电量检测数据和起重机传动系统模型，确定起重机的实时负载重量，避免起动机运行过程中的振动、冲击等因素造成的数据测量误差，提高了起重机负载重量检测的准确性。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种起重机传动系统模型的预设参数值集合确定方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，该方法包括以下步骤：
步骤302，获取起重机的起重机传动系统模型；起重机简化传动模型用于描述起重机的输入功率和/或起重机的转动惯量的运行功率与负载重量的运行功率之间的关系。
具体地，获取的起重机传动系统模型为：
p＝pj+pm
pj＝jωα
pm＝aω2+bω+c
j＝rω+s
j'＝r'm+s'
其中，p为起重机的输入功率，pj为转动惯量j的运行功率，pm为负载重量m的运行功率，ω为实时角速度，α为实时加速度，j'为修正后的修正转动惯量；p＝[a,b,c]为第一稳态参数，p'＝[a',b',c']为第二稳态参数，q＝[r,s]为惯量参数，q'＝[r',s']为修正惯量参数。pm＝aω2+bω+c用于描述负载重量m为定值时，pm与ω为二次函数关系；
在一个实施例中，提供了一种起重机传动系统模型的建立方法，该方法包括：
建立起重机的初始传动系统模型，该初始传动系统模型用于描述起重机的输入功率与起重机中各部件的消耗功率之间的关系；根据起重机中各部分消耗功率之间的耦合关系对初始传动系统模型进行简化，得到起重机的起重机传动系统模型。
其中，起重机包括电机、减速器、卷筒、钢丝绳定滑轮等部件，根据起重机各主要设备部件的特征，建立起重机的初始传动系统模型为：
p0η＝jmωmαm+jrωrαr+jdωdαd+jpωpαp+fv+mrgv+mrav+mlgv+mlav
其中，p0η为初始传动系统模型的输入功率，即输入功率为电机功率p0与减速器传动效率η的乘积；jmωmαm+jrωrαr+jdωdαd+jpωpαp为起重机转动惯量的消耗功率，jm为电机的转动惯量，jr为钢丝绳定滑轮的转动惯量，jd为减速器的转动惯量，jp为卷筒的转动惯量；ωm为电机的实时角速度，ωr为钢丝绳定滑轮的实时角速度，ωd为减速器的实时角速度，ωp为卷筒的实时角速度；αm为电机的实时加速度，αr为钢丝绳定滑轮的实时加速度，αd为减速器的实时加速度，αp为卷筒的实时加速度；fv为摩擦阻力功率，f为系统摩擦阻力，主要来源于钢丝绳、滑轮等部件的运动摩擦；v为钢丝绳、负载的运行速度；mlgv+mlav为负载重量消耗功率，主要由匀速功率mlgv和加速功率mlav两部分组成，ml为负载重量，v为速度，a为加速度。
可选地，在简化初始传动系统模型中，为满足对负载重量计算的精度要求，可以要求精度为整个量程的3～5％以内；为满足对负载重量的计算响应速度要求，可以要求为小于或等于0.5s以内，例如计算重量在0.5s内达到实际重量误差5％以内。根据起重机中各部分消耗功率之间的耦合关系对初始传动系统模型进行简化包括：
根据现场实测数据，为了减少变量数量，起重机在作业过程中，可将减速器效率η设置为常量1，将减速器效率的影响转移到转动惯量的运行功率pj和负载重量运行功率pm。
jmωmαm+jrωrαr+jdωdαd+jpωpαp起重机的转动惯量主要由电机、减速器、钢丝绳卷筒、钢丝绳滑轮4个部分的惯量组成，由于各部分之间的转速比例固定，可以将所有部分的转动惯量合并为一个转动惯量j，实时角速度ω、实时加速度α。
系统摩擦阻力主要为起重机开始运行时需要克服的静摩擦阻力，而运行过程中的摩擦阻力较小；摩擦阻力与负载大小，运行速度相关，因此为简化初始传动系统模型，将运行过程中的摩擦阻力功率fv忽略。可选地，当负载重量m为定值时，负载重量运行功率pm与转速ω为二次函数关系；若没有摩擦阻力，负载重量运行功率pm与转速ω应为线性关系；因此摩擦阻力功率在简化初始传动系统模型中是被并入了负载重量运行功率pm。
由于钢丝绳重量远小于负载重量，为减少初始传动系统模型参数，可将钢丝绳重量并入负载重量。若需要减除钢丝绳重量，则可以根据起重机负载高度计算钢丝绳长度和重量，从而对负载重量进行修正。
起重机在加速过程中，负载加速功率mlav远小于系统转动惯量在加速过程中的功率，可以选择忽略该部分功率；可选地，起重机负载运行速度与电机实时角速度比例固定，也可以把负载加速功率mlav可并入转动惯量的运行功率pj中。
通过上述简化步骤，可以确定简化后的起重机的传动系统模型，通过对起重机的初始传动系统模型简化，减少了测量变量的数量，获取数据便捷，提高了终端的计算处理性能和数据准确性，确保了起重机负载重量检测的准确性。
图4为一个实施例中，基于电量检测数据的起重机的实时负载重量检测的系统结构示意图。
步骤304，根据预设的现场调试策略，确定起重机传动系统模型的预设参数值集合。
其中，预设的现场调试策略是指预先设置用于确定起重机传动系统模型的预设参数值集合。
可选地，调试策略可以是:使用n(n≥3)个负载重量m1、m2…mn，每个负载重量加载到起重机时，使电机分别在3个或以上固定速度下匀速运行，并记录下每次运行时加速、匀速、减速到最后停止过程中的电量检测数据，并根据电量检测数据计算电机的实时角速度ω、实时电机功率p。
当起重机的运行状态为匀速运行状态，起重机传动系统模型中的pj为0，p＝pm，第一稳态参数p与负载重量的大小、上升下降运行方向相关，根据不同的负载重量、上升下降运行方向，分别计算预设稳态参数值，得到预设稳态参数值集合。即，在n个负载重量m1、m2…mn下，每个运行速度下的匀速运行段进行统计，得到匀速运行段的平均角速度集合
表1根据电机测试数据计算得到的预设稳态参数值
当起重机的运行状态为加速或者减速时，起重机传动系统模型中的pj不为0，起重机的输入功率为起重机的转动惯量的运行功率和负载重量的运行功率之和，按照预设间隔时间(如0.1s)获取加速或减速过程中实时电机功率、实时角速度和实时加速度；根据实时角速度、调试得到的预设稳态参数值集合和起重机传动系统模型中实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式pm＝aω2+bω+c，计算每个实时角速度对应的负载重量的运行功率；通过起重机的实时电机功率减去负载重量的运行功率，得到转动惯量的运行功率；根据实时角速度、实时加速度和起重机传动系统模型中转动惯量的运行功率表达式pj＝jωα，计算对应的转动惯量j的转动惯量值；通过最小二乘法对起重机加速或减速状态获取的每个实时加速度和转动惯量值进行拟合，得到预设惯量参数值，其中，加速状态包括加速上升和加速下降，减速状态包括减速下降和减速上升。
对每一个负载重量的运行方向、加速、减速的过程，执行上述步骤，得到每一个负载重量的运行方向、加速、减速的过程对应的预设惯量参数值集合。如表2所示。
表2各个负载重量、运行方向、加速减速状态下，预设惯量参数值
本实施例中，通过获取起重机的起重机传动系统模型；起重机简化传动模型用于描述起重机的输入功率和/或起重机的转动惯量的运行功率与负载重量的运行功率之间的关系，根据预设的现场调试策略，确定起重机传动系统模型的预设参数值集合，能够减少数据的处理过程，提高数据的计算精确度。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种匀速运行状态下，起重机负载重量检测方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，该方法包括以下步骤：
步骤502，获取起重机在运行过程中电机的实时电压和实时电流。
步骤504，根据实时电压和实时电流，确定起重机的实时角速度、实时加速度和实时电机功率。
步骤506，获取匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合中的预设稳态参数值集合。
步骤508，从起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式；实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式包括第一稳态参数。
具体地，从起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式pm＝aω2+bω+c，实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式包括第一稳态参数p＝[a,b,c]。
步骤510，把预设稳态参数值集合中的每个预设稳态参数值依次赋值给第一稳态参数，并将实时角速度代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式，得到负载重量的运行功率集合。
具体地，把预设稳态参数值集合中的每个预设稳态参数值依次赋值给第一稳态参数p＝[a,b,c]，并将实时角速度代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式pm＝aω2+bω+c，得到负载重量的运行功率集合。
步骤512，通过对负载重量的运行功率集合和预设参数值集合对应的预设负载重量集进行拟合，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值。
具体地，根据起重机传动系统模型中实时负载重量与负载重量的运行功率的函数关系式
步骤514，从起重机传动系统模型中获取负载重量与负载重量的运行功率之间的函数关系式，负载重量与负载重量运行功率的函数关系式中包括第二稳态参数。
具体地，从起重机传动系统模型中获取负载重量与负载重量的运行功率之间的函数关系式
步骤516，把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将实时电机功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量。
具体地，把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数p'＝[a',b',c']，并将实时电机功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式
上述匀速运行状态下起重机负载重量检测方法，通过获取起重机在运行过程中电机的实时电压和实时电流；根据实时电压和实时电流，确定起重机的实时角速度、实时加速度和实时电机功率；获取匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合中的预设稳态参数值集合；从起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式；实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式包括第一稳态参数；把预设稳态参数值集合中的每个预设稳态参数值依次赋值给第一稳态参数，并将实时角速度代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式，得到负载重量的运行功率集合；通过对负载重量的运行功率集合和预设参数值集合对应的预设负载重量集进行拟合，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值；从起重机传动系统模型中获取负载重量与负载重量的运行功率之间的函数关系式，负载重量与负载重量运行功率的函数关系式中包括第二稳态参数；把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将实时电机功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量，通过获取起重机的实时电压和实时电流，结合起重机传动系统模型，计算起重机的实时负载重量，提高实时负载重量检测的准确性。
在另一个实施例中，如图6所示，提供了一种非匀速运行状态下，起重机负载重量检测方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，该方法包括以下步骤：
步骤602，获取非匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的默认惯量参数值。
具体地，非匀速运行状态可以包括加速上升、加速下降、减速下降和减速上升状态，每种运行状态在起重机传动系统模型对应的默认惯量参数值不同。
步骤604，将默认惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式中，确定起重机的转动惯量。
具体地，把默认惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式中，确定起重机的转动惯量。
步骤606，根据实时电机功率和转动惯量，确定起重机的负载重量的实时运行功率，执行获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合步骤，预设参数值集合中包括预设稳态参数值集合和预设惯量参数值集合。
具体地，根据起重机传动系统模型中转动惯量的运行功率表达式pj＝jωα，计算转动惯量的实时运行功率，把实时电机功率和转动惯量的实时运行功率代入p＝pj+pm，确定起重机的负载重量的实时运行功率。
根据运行状态从起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式，根据电量检测数据确定起重机的实时角速度，把确定的实时角速度和预设参数值集合中的每组预设参数代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式中，得到与实时角速度对应的负载重量的运行功率；通过最小二乘法对负载重量的运行功率和预设参数值集合中对应的预设负载重量集进行拟合，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值。
步骤608，把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将负载重量的实时运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量。
本实施例中，起重机在非匀速运行状态下负载重量检测方法，通过获取非匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的默认惯量参数值；将默认惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式中，确定起重机的转动惯量的运行功率；根据实时电机功率和转动惯量的实时运行功率，确定起重机的负载重量的实时运行功率，执行获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合步骤，预设参数值集合中包括预设稳态参数值集合和预设惯量参数值集合；把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将负载重量的实时运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量。提高了起重机负载重量检测的准确性。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种非匀速运行状态下，起重机负载重量修正方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明，该方法包括以下步骤：
步骤702，获取起重机传动系统模型对应的预设惯量参数值集。
步骤704，将预设惯量参数值集中的每个预设惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中转动惯量表达式，确定修正惯量参数值；转动惯量表达式用于表征起重机的实时角速度与转动惯量之间的函数关系。
步骤706，将修正惯量参数值和实时负载重量代入起重机传动系统模型中修正转动惯量表达式中，确定起重机的修正转动惯量；修正转动惯量表达式用于表征负载重量与修正转动惯量之间的函数关系。
步骤708，根据修正转动惯量和实时电机功率，确定起重机在非匀速状态下负载重量的修正运行功率。
具体地，把修正转动惯量和实时角速度代入起重机传动系统模型中转动惯量的运行功率表达式中，确定修正后的转动惯量的运行功率；通过实时电机功率减去修正后的转动惯量的运行功率，确定起重机在非匀速状态下负载重量的修正运行功率。
步骤710，把非匀速运行状态下的目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将非匀速状态下负载重量的修正运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机修正后的实时负载重量。
本实施例中，通过获取起重机传动系统模型对应的预设惯量参数值集；将预设惯量参数值集中的每个预设惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中转动惯量表达式，确定修正惯量参数值；转动惯量表达式用于表征起重机的实时角速度与转动惯量之间的函数关系；将修正惯量参数值和实时负载重量代入起重机传动系统模型中修正转动惯量表达式中，确定起重机的修正转动惯量；修正转动惯量表达式用于表征负载重量与修正转动惯量之间的函数关系；根据修正转动惯量和实时电机功率，确定起重机在非匀速状态下负载重量的修正运行功率；把非匀速运行状态下的目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将非匀速状态下负载重量的修正运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机修正后的实时负载重量。对非匀速状态下起重机的转动惯量进行修正，通过修正后的转动惯量计算起重机的实时负载重量，提高了起重机负载重量检测的准确性。
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种起重机负载重量检测步骤，本实施例以该步骤应用于终端进行举例说明，该方法包括以下步骤：
步骤802，获取起重机的实时角速度、实时加速度和实时电机功率。
步骤804，判断起重机是否处于匀速运行状态，若是，执行步骤806；否则，执行步骤820。
可选地，当实时加速度不等于0时，起重机处于匀速运行状态，当实时加速度等于0时，起重机不处于匀速运行状态。
步骤806，计算匀速运行状态下起重机的实时负载重量。
步骤808，通过起重机传动系统模型计算各个实时角速度对应的负载重量的运行功率。
可选地，从起重机传动系统模型中获取预设稳态参数值集合和实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系，把获取的实时角速度和预设稳态参数值集合中每组稳态参数值代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系pm＝aω2+bω+c中，计算各个实时角速度对应的负载重量的运行功率。
步骤810，通过对每个负载重量的运行功率和对应的预设负载重量进行拟合，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值。
步骤812，根据实时电机功率和目标稳态参数值，确定计算起重机的实时负载重量。
可选地，起重机在匀速运行状态下，负载重量的运行功率等于实时电机功率；把实时电机功率和目标稳态参数值代入
步骤814，计算非匀速运行状态下起重机的实时负载重量。
步骤816，判断是否修正起重机的转动惯量，若否，执行步骤818，否则，执行步骤
步骤818，根据实时角速度、实时加速度获取对应的默认惯量参数值。
可选地，不同的实时角速度和不同实时加速度对应不同的额默认惯量参数值。
步骤820，将默认惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式中，确定起重机的转动惯量的运行功率。
可选地，把默认惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式j＝rω+s中，确定起重机的转动惯量。
步骤822，根据实时电机功率和转动惯量，确定起重机的负载重量的实时运行功率，执行步骤806。
可选地，根据起重机传动系统模型中转动惯量的运行功率表达式pj＝jωα，计算转动惯量的实时运行功率，把实时电机功率和转动惯量的实时运行功率代入p＝pj+pm，确定起重机的负载重量的实时运行功率。
步骤824，转动惯量修正。
步骤826，获取起重机传动系统模型对应的预设惯量参数值集。
步骤828，将预设惯量参数值集中的每组预设惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中转动惯量表达式，确定修正惯量参数值。
步骤830，将修正惯量参数值和实时负载重量代入起重机传动系统模型中修正转动惯量表达式中，确定起重机的修正转动惯量，执行步骤822。
应该理解的是，虽然图2、图3-8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2、图3-8中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种起重机负载重量检测装置900，包括：第一获取模块902、第一确定模块904、第二获取模块906、第二确定模块908和计算模块910，其中：
第一获取模块902，用于获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据。。
第一确定模块904，用于根据电量检测数据，确定起重机的运行状态。
第二获取模块906，用于获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合。
第二确定模块908，用于根据电量检测数据和预设参数值集合中的每组预设参数值，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值。
计算模块910，用于根据电量检测数据和目标稳态参数值，计算起重机的实时负载重量。
上述起重机负载重量检测装置，通过获取起重机在运行过程中电机的电量检测数据；根据电量检测数据，确定起重机的运行状态；获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合；根据电量检测数据和预设参数值集合中的每组预设参数值，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值；根据电量检测数据和目标稳态参数值，计算起重机的实时负载重量。根据电机的电量检测数据确定起重机的运行状态，根据起重机的运行状态确定对应的起重机传动系统模型和预设参数值集合；即，通过结合电量检测数据和起重机传动系统模型，确定起重机的实时负载重量，避免起动机运行过程中的振动、冲击等因素造成的数据测量误差，提高了起重机负载重量检测的准确性。
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种起重机负载重量检测装置900，除包括第一获取模块902、第一确定模块904、第二获取模块906、第二确定模块908和计算模块910，还包括第三获取模块912、拟合模块914和修正模块916，其中：
第二获取模块906，还用于获取起重机的起重机传动系统模型；起重机简化传动模型用于描述起重机的输入功率和/或起重机的转动惯量的运行功率与负载重量的运行功率之间的关系。
第二确定模块908还用于根据预设的现场调试策略，确定起重机传动系统模型的预设参数值集合。
第一确定模块904，还用于根据实时电压和实时电流，确定起重机的实时角速度和实时加速度；根据实时角速度和实时加速度，确定起重机的运行状态。
在一个实施例中，第二获取模块906还用于获取匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合中的预设稳态参数值集合。
第三获取模块912，用于从起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式；实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式包括第一稳态参数。
在一个实施例中，计算模块910还用于把预设稳态参数值集合中的每组预设稳态参数值依次赋值给第一稳态参数，并将实时角速度代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式，得到负载重量的运行功率集合。
拟合模块914，用于通过对负载重量的运行功率集合和预设参数值集合对应的预设负载重量集进行拟合，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值。
在一个实施例中，第一确定模块904还用于根据实时电压和实时电流确定起重机的实时电机功率。
在一个实施例中，第三确定模块914还用于从起重机传动系统模型中获取负载重量与负载重量的运行功率之间的函数关系式，负载重量与负载重量运行功率的函数关系式中包括第二稳态参数。
在一个实施例中，计算模块910还用于把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将实时电机功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量。
第二获取模块904还用于获取非匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的默认惯量参数值。
计算模块910还用于将默认惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式中，确定起重机的转动惯量的运行功率。
第二确定模块908还用于根据实时电机功率和转动惯量的实时运行功率，确定起重机的负载重量的实时运行功率，执行获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合步骤，预设参数值集合中包括预设稳态参数值集合和预设惯量参数值集合。
计算模块910，还用于把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将负载重量的实时运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量。
第二获取模块906还用于获取起重机传动系统模型对应的预设惯量参数值集。
修正模块916用于将预设惯量参数值集中的每组预设惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中转动惯量表达式，确定修正惯量参数值；转动惯量表达式用于表征起重机的实时角速度与转动惯量之间的函数关系。
修正模块916还用于将修正惯量参数值和实时负载重量代入起重机传动系统模型中修正转动惯量表达式中，确定起重机的修正转动惯量；修正转动惯量表达式用于表征负载重量与修正转动惯量之间的函数关系。
修正模块916还用于根据修正转动惯量和实时电机功率，确定起重机在非匀速状态下负载重量的修正运行功率。
计算模块910还用于把非匀速运行状态下的目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将非匀速状态下负载重量的修正运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机修正后的实时负载重量。
在一个实施例中，通过获取起重机在运行过程中电机的实时电压和实时电流；根据实时电压和实时电流，确定起重机的实时角速度、实时加速度和实时电机功率；获取匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合中的预设稳态参数值集合；从起重机传动系统模型中获取实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式；实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式包括第一稳态参数；把预设稳态参数值集合中的每个预设稳态参数值依次赋值给第一稳态参数，并将实时角速度代入实时角速度与负载重量的运行功率的函数关系式，得到负载重量的运行功率集合；通过对负载重量的运行功率集合和预设参数值集合对应的预设负载重量集进行拟合，确定起重机在运行状态下对应的目标稳态参数值；从起重机传动系统模型中获取负载重量与负载重量的运行功率之间的函数关系式，负载重量与负载重量运行功率的函数关系式中包括第二稳态参数；把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将实时电机功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量。
在一个实施例中，通过获取非匀速运行状态对应的起重机传动系统模型的默认惯量参数值；将默认惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中获取惯量计算表达式中，确定起重机的转动惯量的运行功率；根据实时电机功率和转动惯量的实时运行功率，确定起重机的负载重量的实时运行功率，执行获取运行状态对应的起重机传动系统模型的预设参数值集合步骤，预设参数值集合中包括预设稳态参数值集合和预设惯量参数值集合；把目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将负载重量的实时运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机的实时负载重量。
通过获取起重机传动系统模型对应的预设惯量参数值集；将预设惯量参数值集中的每个预设惯量参数值和实时角速度代入起重机传动系统模型中转动惯量表达式，确定修正惯量参数值；转动惯量表达式用于表征起重机的实时角速度与转动惯量之间的函数关系；将修正惯量参数值和实时负载重量代入起重机传动系统模型中修正转动惯量表达式中，确定起重机的修正转动惯量；修正转动惯量表达式用于表征负载重量与修正转动惯量之间的函数关系；根据修正转动惯量和实时电机功率，确定起重机在非匀速状态下负载重量的修正运行功率；把非匀速运行状态下的目标稳态参数值赋值给第二稳态参数，并将非匀速状态下负载重量的修正运行功率代入负载重量与负载重量运行功率的函数关系式，确定起重机修正后的实时负载重量。
关于起重机负载重量检测装置的具体限定可以参见上文中对于起重机负载重量检测方法的限定，在此不再赘述。上述起重机负载重量检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-onlymemory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，sram)或动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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