一种液压数据控制方法与流程

本发明涉及液压数据处理，具体涉及一种液压数据控制方法。

背景技术：

1、液压传统系统一般是通过给液压缸注入或者抽出液压油的方式，来控制液压缸中的活塞杆的移动。为了实现一些操作动作，需将液压缸的活塞杆推动至目标位置。pid控制器（比例-积分-微分控制器）作为一种液压系统常用的控制器，其通过分析活塞杆的当前位置与目标位置的差异，来调整液压油控制阀门的开度，来使活塞杆达到目标位置。在利用pid控制器控制活塞杆到达目标位置的过程中，如果按照恒定的负载量调整压夜油控制阀门开度，很容易因为负载的变动导致液压系统出现震荡。为了降低负载变动对液压系统运行稳定性的影响，需根据负载量的变动及时调整液压油调整控制阀门的开度。为了根据负载量的变动及时调整液压油调整控制阀门的开度，需准确的预测出未来的负载量。

2、移动平均法作为一种预测未来的负载量的方法，该方法中窗口尺寸设置的好坏会影响预测的准确性。传统移动平均法是人为根据经验设置窗口尺寸。然而这种设置窗口尺寸的方法，无法反映负载量的数据变动特征，因而这种设置窗口尺寸的方法，会降低负载量预测的精度。因而如何通过设置合适的窗口尺寸，来准确的预测负载量成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种液压数据控制方法，所采用的技术方案具体如下：

2、获取液压缸的液压数据和负载数据，所述液压数据按照时序组成液压数据序列，所述负载数据按照时序组成负载数据序列；

3、根据负载数据序列中负载数据之间的差异得到负载稳定性；

4、根据液压数据序列中液压数据的变动对负载数据序列中负载数据变动的影响得到负载受影响程度；根据负载稳定性以及负载受影响程度得到窗口尺寸；

5、根据窗口尺寸以及负载数据序列预测未来若干时刻的预测负载数据，根据未来若干时刻的预测负载数据实现液压控制。

6、优选的，所述根据负载数据序列中负载数据之间的差异得到负载稳定性，包括的具体步骤为：

7、获取负载数据序列中负载数据的最大值和最小值；获取负载数据序列中所有负载数据的方差；

8、根据负载数据序列中负载数据的最大值、最小值以及所有负载数据的方差得到负载稳定性。

9、优选的，所述根据负载数据序列中负载数据的最大值、最小值以及所有负载数据的方差得到负载稳定性，包括的计算方法为：

10、

11、其中，表示负载数据序列中负载数据的最大值，表示负载数据序列中负载数据的最小值，表示负载数据序列中所有负载数据的方差，表示负载稳定性。

12、优选的，所述根据液压数据序列中液压数据的变动对负载数据序列中负载数据变动的影响得到负载受影响程度，包括的具体步骤为：

13、获取液压数据序列中的突变液压数据和负载数据序列中突变负载数据；

14、利用突变负载数据将负载数据序列分割成若干负载子序列；

15、根据负载子序列得到每个突变负载数据的前负载子序列、后负载子序列以及每个突变负载数据的突变程度；

16、根据每个突变负载数据的前负载子序列、后负载子序列，每个突变负载数据的突变程度以及突变液压数据得到负载受影响程度。

17、优选的，所述获取液压数据序列中的突变液压数据和负载数据序列中突变负载数据，包括的具体步骤为：

18、将液压数据序列中每个液压数据与前一个液压数据作差之后再除以前一个液压数据得到每个液压数据的增长比例，将液压数据序列中增长比例大于预设比例阈值的液压数据作为突变液压数据；将负载数据序列中与突变液压数据同位置的负载数据称为突变负载数据。

19、优选的，所述根据负载子序列得到每个突变负载数据的前负载子序列、后负载子序列以及每个突变负载数据的突变程度，包括的具体步骤为：

20、将每个突变负载数据与前一个突变负载数据之间的负载子序列称为每个突变负载数据的前负载子序列，将每个突变负载数据与后一个突变负载数据之间的负载子序列称为每个突变负载数据的后负载子序列；利用dtw算法计算每个突变负载数据的前负载子序列与后负载子序列的dtw距离，记为每个突变负载数据的突变程度。

21、优选的，所述根据每个突变负载数据的前负载子序列、后负载子序列，每个突变负载数据的突变程度以及突变液压数据得到负载受影响程度，包括的计算方法为：

22、

23、其中，表示第i个突变负载数据的突变程度，表示第i个突变负载数据的后负载子序列的长度，表示第i个突变负载数据的前负载子序列的长度，表示第i个突变液压数据与前一个液压数据的差值，突变液压数据的数量与突变负载数据的数量相同，用m表示，g表示负载受影响程度。

24、优选的，所述根据负载稳定性以及负载受影响程度得到窗口尺寸，包括的计算方法为：

25、

26、其中，表示负载稳定性，表示负载受影响程度，l表示窗口尺寸，表示向上取整符号。

27、优选的，所述根据窗口尺寸以及负载数据序列预测未来若干时刻的预测负载数据，包括的具体步骤为：

28、根据移动平均法，获取负载数据序列中最后l个负载数据，将最后l个负载数据的均值作为未来第一个时刻的预测负载数据，将未来第一个时刻的预测负载数据以及负载数据序列中最后l-1个负载数据的均值作为未来第二个时刻的预测负载数据，将未来第一个时刻的预测负载数据、未来第二个时刻的预测负载数据以及负载数据序列中最后l-2个负载数据的均值作为未来第三个时刻的预测负载数据，以此类推，预测得到未来60个时刻的预测负载数据；l表示窗口尺寸。

29、优选的，所述根据未来若干时刻的预测负载数据实现液压控制，包括的具体步骤为：

30、将每个预测负载数据与前一个预测负载数据相减之后再除以前一个预测负载数据得到每个预测负载数据的增长比例，在未来60个时刻的预测负载数据中存在增长比例大于预设比例阈值y1的预测负载数据时，将调整系数取1.2，当不存在增长比例大于预设比例阈值y1的预测负载数据时，将调整系数取0.8；

31、将调整系数与当前时刻的比例增益的乘积作为调整比例增益，将调整比例增益作为pid控制器的未来时刻的比例增益值，根据未来时刻的比例增益值，pid控制器对液压系统进行控制调整。

32、本发明具有如下有益效果：

33、获取负载数据序列和液压数据序列，根据负载数据序列中负载数据之间的差异得到负载稳定性，通过负载稳定性反映了负载数据的波动平稳情况。根据负载数据序列中数据变动受到液压数据序列中数据变动的影响得到负载受影响程度，通过负载受影响程度能够反映负载数据变动受液压数据序列变动的影响情况。根据负载平稳性以及负载受影响程度对负载数据预测的影响得到窗口尺寸，窗口尺寸是负载数据预测时需要设置的必要参数。基于窗口尺寸对负载数据进行预测，根据负载预测结果进行液压系统调控。从而能够通过自适应的窗口对数据进行有效分析，提升预测结果的可靠性，实现对液压系统的有效调控。