一种基于高频压力信号的排气阀主动控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于高频压力信号的排气阀主动控制方法及系统，属于排气阀控制技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，输水管道上常用的自动进排气阀在排气时的工作原理是，当输水管道中的空气聚集在排气阀的上部时，阀体内气泡堆积使浮球(筒)随水位下降，从而打开排气活塞，气体排尽后，水位上升，浮球(筒)随之上升，关闭排气活塞。这种工作原理需要阀体内的空气聚积到一定的量，排气阀才能工作，此时排气阀附近已有大量气体;再者，由于排气阀安装位置的特殊性，不方便日常维护，很多排气阀在实际工程已丧失应有的功能。因此，亟需开发一种针对输水管道内气体排放的排气阀主动控制技术。
【发明内容】
[0003]为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种基于高频压力信号的排气阀主动控制方法及系统，所采取的技术方案如下:
[0004]所述控制方法将采集到的高频压力信号对应的信息进行特征提取;然后，利用训练好的支持向量机分类模型对完成特征提取的压力信号进行分类，根据分类结果判断输水下降管道中是否存在气囊，并启动排气功能。
[0005]优选地，所述控制方法的步骤为:
[0006]步骤一、根据支持向量机训练的原则，将采集到的高频压力原始数据分为训练数据和测试数据；
[0007]步骤二、对步骤一所述训练数据和测试数据进行重采样和滤波处理；
[0008]步骤三、将重采样和滤波处理后的训练数据和测试数据进行标记；
[0009]步骤四、对标记后的训练数据和测试数据的短时过零率、方差、希尔伯特黄变换后不同频带的能量分布以及小波包分解之后不同频带的信息熵这四个特征进行提取；
[0010]步骤五、利用训练好的支持向量机分类模型对完成特征提取的压力信号进行分类；
[0011]步骤六、根据支持向量机分类结果判断输水下降管道中是否存在气囊，并启动排气功能。
[0012]优选地，步骤一中所述训练数据占据原始数据的75%;所述测试数据占据原始数据的25 %。
[0013]优选地，步骤二中所述滤波处理采用小波去噪和简单平滑滤波两种方法。
[0014]优选地，所述小波去噪方法选择与压力信号的数据长度相关的硬阈值来处理小波系数，并将训练数据和测试数据按Mallat算法重构后的小波系数进行处理。
[0015]优选地，步骤五所述支持向量机分类模型采用C-SVC型向量分类，并且采用径向基函数作为核函数。
[0016]优选地，所述排气阀主动控制方法的具体步骤如下:
[0017]步骤一、根据支持向量机训练的原则，将采集到的高频压力原始数据分为训练数据和测试数据，其中，所述训练数据占据原始数据的75%;所述测试数据占据原始数据的25% ；
[0018]步骤二、对步骤一所述训练数据和测试数据进行重采样和滤波处理;其中，所述滤波处理采用小波去噪和简单平滑滤波两种方法；同时，所述小波去噪方法选择与压力信号的数据长度相关的硬阈值来处理小波系数，并将训练数据和测试数据按Mallat算法重构后的小波系数进行处理；
[0019]步骤三、将重采样和滤波处理后的训练数据和测试数据进行标记；
[0020]步骤四、对标记后的训练数据和测试数据的短时过零率、方差、希尔伯特黄变换后不同频带的能量分布以及小波包分解之后不同频带的信息熵这四个特征进行提取；
[0021]步骤五、利用训练好的支持向量机分类模型对完成特征提取的压力信号进行分类;所述支持向量机分类模型采用C-SVC型向量分类，并且采用径向基函数作为核函数；
[0022]步骤六、根据支持向量机分类结果判断输水下降管道中是否存在气囊，并启动排气功能。
[0023]优选地，所述系统包括自动进排气阀1、高频压力传感器2、无线传输网络3和数据处理中心4;所述自动进排气阀I固定安装于输水管道上，所述高频压力传感器2固定安装于输水下降管道上;所述数据处理中心4通过无线传输网络3对自动进排气阀I进行实时控制；所述高频压力传感器2通过无线传输网络3与数据处理中心4进行信息传输。
[0024]本发明有益效果:
[0025]在空气大量聚集在排气阀附近时，就能启动排气阀的排气功能，并且能检验自动进排气阀的排气功能是否存在;通过实验数据验证，在输水管道下降管中，通过以上所述的方法对管道中气囊存在成功识别的准确率达到95%。针对实际工程，若增大数据样本，可进一步提尚识别的成功率。
【附图说明】
[0026]图1为本发明所述排气阀主动控制方法流程图；
[0027]图2为本发明所述排气阀主动控制系统结构示意图；
[0028](I，自动进排气阀；2，高频压力传感器;3，无线传输网络;4，数据处理中心)。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
[0030]本发明提出的基于高频压力信号的排气阀主动控制方法和系统的原理在于:输水管道中空气由于浮力作用一般在下降管道中滞留聚积形成气囊，因此在下降管道段排气阀附近安装一个高频压力传感器，定时将采集到的压力信号通过无线网络传输到数据处理中心4，数据处理中心4对压力信号进行分析得到该压力信号状态下管道内气体的含量情况，如果结果显示管道内气体含量已形成气囊，则数据处理中心4发出信号给排气阀指示其开启排气功能;在排气期间，连续采集高频压力信号并依旧提取特征分类，直到压力信号的分类结果显示管道内气体恢复到可接受的气量状态。
[0031]图1为本发明所述排气阀主动的流程图，该控制方法将采集到的高频压力信号对应的信息进行特征提取;然后，利用训练好的支持向量机分类模型对完成特征提取的压力信号进行分类，根据分类结果判断输水下降管道中是否存在气囊，并启动排气功能。
[0032]控制方法的具体步骤为:
[0033]步骤一、根据支持向量机训练的原则，将采集到的高频压力原始数据分为训练数据和测试数据；
[0034]步骤二、对步骤一所述训练数据和测试数据进行重采样和滤波处理；
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