一种提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统的制作方法

文档序号：11408538阅读：166来源：国知局

本发明涉及管理系统技术领域，具体为一种提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统。

背景技术：

随着能源成本和节能指标的不断升高，促使各大型企业通过深挖内部潜能，寻找节能空间，以达到合理控制及减少能源消耗的目的。但是不可测量的能源系统是无法管理的，要真正优化能源消耗，必须首先获得详细、准确的能源数据，再通过能源数据了解到能源的使用情况。同时，随着能源负荷的持续增长、各种新型负载的不断出现和国家对节能减排的要求的不断提高，使得各大型企业更有必要通过对能源的有效管理来应对上述变化所带来的挑战，以实现能源系统可靠、高效、低耗的运行。

传统的能源分配控制系统是通过人工统计，从而达不到企业对能源数据的管理要求，不仅浪费了大量的人力和物力资源，而且因为人为误差的发生,降低了管理效能，从而降低了能源利用率的效果。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统。

本发明是这样实现的，一种提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统，所述提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统包括壳体；

所述壳体的内腔通过螺栓固定连接有电路板；

所述壳体的左侧从上至下依次贯穿设置有输出接口和光纤，所述输出接口和光纤的右端与电路板固定连接，所述光纤的左端连接有检测器；

所述电路板上分别设置有处理器、内存条、反馈模块、控制面板、控制终端和数据比较器；

所述数据比较器混沌序列产生方法包括：

(1)输入系统参数：

获取离散函数模型：

式中：u(0)为初始信号，μ为混沌参数，ν为分数阶阶数，n为信号长度，j表示第j步迭代，α(μ,ν,j,n)为离散积分核，u(n)为第n步信号，n和n设置为800，m为1,…,n的整数；选定参数u(0)、μ、ν；

(2)判断上述参数能否产生混沌信号：

首先计算切映射b(m)：

再计算李亚谱诺夫指数λ：

判断依据为：计算出λ，假如λ>0，则说明能够产生混沌信号，否则不能产生混沌信号；

(3)计算生成混沌信号；

所述处理器的输出端均与数据比较器和内存条的输入端电性连接，所述数据比较器的输出端通过反馈模块与处理器的输入端电性连接，所述内存条的输出端与处理器的输入端电性连接，所述控制面板的输出端与处理器的输入端电性连接，所述处理器的输出端与输出接口的输入端电性连接，所述输出接口的输出端与控制终端的输入端电性连接；

所述处理器对跳频混合信号时频域矩阵进行预处理，具体包括如下两步：

第一步，对进行去低能量预处理，即在每一采样时刻p，将幅值小于门限ε的值置0，得到门限ε的设定可根据接收信号的平均能量来确定；

第二步，找出p时刻(p＝0,1,2,…p-1)非零的时频域数据，用表示，其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引，对这些非零数据归一化预处理，得到预处理后的向量b(p,q)＝[b1(p,q),b2(p,q),…,bm(p,q)]^t，其中：

所述处理器利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率时，包括以下步骤：

第一步，在p(p＝0，1，2，…p-1)时刻，对表示的频率值进行聚类，得到的聚类中心个数表示p时刻存在的载频个数，个聚类中心则表示载频的大小，分别用表示；

第二步，对每一采样时刻p(p＝0，1，2，…p-1)，利用聚类算法对进行聚类，同样可得到个聚类中心，用表示；

第三步，对所有求均值并取整，得到源信号个数的估计即

第四步，找出的时刻，用ph表示，对每一段连续取值的ph求中值，用表示第l段相连ph的中值，则表示第l个频率跳变时刻的估计；

第五步，根据第二步中估计得到的以及第四步中估计得到的频率跳变时刻估计出每一跳对应的个混合矩阵列向量具体公式为：

这里表示第l跳对应的个混合矩阵列向量估计值；

第六步，估计每一跳对应的载频频率，用表示第l跳对应的个频率估计值，计算公式如下：

进一步，所述壳体顶部的左侧固定连接有扬声器，所述扬声器的输入端与处理器的输出端电性连接。

进一步，所述壳体的左侧设置有显示屏，所述显示屏的输入端与处理器的输出端电性连接；

所述显示器采用短时傅里叶变换谱图与最小二乘拟合法来估计跳速和跳变时刻，然后利用单频信号频率估计法来对每个跳频周期内的信号进行精确估频，从而提取出精确的跳频图案，具体方法如下：

3.1)通过短时傅里叶变换谱图法对接收信号r进行处理，得到信号的粗估计时频脊线r1；

3.2)对得到的粗估的时频脊线r1作一阶差分，以此来凸显信号的跳变位置，差分后的信号为r2；

3.3)在一阶差分后的信号中选取若干峰值位置，利用最小二乘法(ls)作线性拟合得一条直线；具体方法是：

在r2中选取m个峰值位置p(i)，i＝1,2,3,…,m，把它们编号并转换为(i,p(i))坐标形式，其中，i代表时隙编号，即第几个跳频时隙，p(i)代表帧号，即跳变时刻，两个帧号之差就是一个跳频时隙持续的帧数；将选取的m个坐标点代入最小二乘算法公式：

p＝ki+b；

该直线p的斜率k就是跳频点平均占有的数据帧的数目，用帧数k乘以短时傅里叶变换滑窗步长s就是跳频时隙，在此用数据点数c表示跳频时隙，即：

c＝k×s；

再根据采样率fs_real与单个频点持续时间的固有关系得出计算下式：

就可估计出跳速r；

3.4)估计出跳速r后，进一步估计出跳变时刻αth，其中th＝1/r为跳频周期，α则由下式得出：

3.5)估计出跳速r和跳变时刻αth后，对每个跳变周期内的单频信号采用单频信号频率估计法进行精确估频，在接收到的单频信号中任取一段长度为l的数据rt，t＝0,1,2,…,l-1，依据下式准确地估计出信号载波频率f：

其中：符号*表示取共轭，∠表示求信号rt和信号rt+1的相位差；信号载波频率f即为信号接收端已经精确估计出系统的跳频图案。

进一步，所述检测器的输出端与数据比较器的输入端电性连接。

进一步，所述处理器为arm9系列处理器，所述数据比较器为lm239型号数据比较器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过处理器、内存条、反馈模块、控制面板、控制终端和数据比较器的配合使用，再通过壳体顶部的左侧设置有扬声器，壳体的右侧设置有显示屏，实现了取代原有的人工统计，从而达到企业对能源数据的管理要求，节约了大量的人力和物力资源，而且避免了人为误差的发生，提高了管理效能，从而最终实现了节能降耗的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统的工作原理框图；

图中：1、壳体；2、螺栓；3、电路板；4输出接口；5、光纤；6、检测器；7、处理器；8、内存条；9、反馈模块；10、控制面板；11、控制终端；12、数据比较器；13、扬声器；14、显示屏。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1-图2所示，本发明提供的提高钢铁能源利用率的智能在线能源分配控制系统包括壳体1、螺栓2、电路板3、输出接口4、光纤5、检测器6、处理器7、内存条8、反馈模块9、控制面板10、控制终端11、数据比较器12、扬声器13、显示屏14。

壳体1的内腔通过螺栓2固定连接有电路板3，壳体1的左侧从上至下依次贯穿设置有输出接口4和光纤5，输出接口4和光纤5的右端与电路板3固定连接，光纤5的左端连接有检测器6，检测器6的输出端与数据比较器12的输入端电性连接，壳体1顶部的左侧固定连接有扬声器13，扬声器13的输入端与处理器7的输出端电性连接，壳体1的左侧设置有显示屏14，显示屏14的输入端与处理器7的输出端电性连接，电路板3上分别设置有处理器7、内存条8、反馈模块9、控制面板10、控制终端11和数据比较器12，处理器7的输出端均与数据比较器12和内存条8的输入端电性连接，数据比较器12的输出端通过反馈模块9与处理器7的输入端电性连接，内存条8的输出端与处理器7的输入端电性连接，控制面板10的输出端与处理器7的输入端电性连接，处理器7的输出端与输出接口4的输入端电性连接，输出接口4的输出端与控制终端11的输入端电性连接，处理器为arm9系列处理器，数据比较器为lm239型号数据比较器。