支腿反力数字孪生模型的确定方法与支腿反力确定方法与流程

本发明涉及工程设备安全保障领域，具体地涉及一种支腿反力数字孪生模型的确定方法与支腿反力确定方法。

背景技术：

1、支腿是很多工程设备的重要组成部分，起到提高工程设备作业时的安全性和稳定性的重要作用。支腿反力也叫支承反力，是指工程设备每个支腿所承受的垂直反作用力。工程设备使用支腿作业时，支腿反力一般采用支腿反力传感器来进行监控，并通过各支腿反力与倾翻条件之间的关系进行判定，实施防倾翻的报警与防护。此方案的基本在于如何精准和真实检测各支腿反力，而现有方案采用的支腿反力检测方式是在支腿油缸无杆腔安装单一压力传感器，当有杆腔存在较大背压时，检测的压力与实际支腿反压偏差较大。另外，当支腿全伸到位时，检测压力是系统溢流压力，并非此时支腿真实反压，存在更大的偏差，同时现有方案采用的控制策略中，没有考虑油缸摩擦力等因素产生的检测误差。因此，现有的利用传感器进行支腿反力检测的技术方案存在精度不高这一问题，无法准确检测工程设备的支腿反力，为工程设备的安全作业监控提供数据支持。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是为了克服现有的支腿反力检测方法不够精确这一问题，提供一种支腿反力数字孪生模型的确定方法与装置、支腿反力确定方法与装置。

2、本技术第一方面提供了一种支腿反力数字孪生模型的确定方法，应用于工程设备，方法包括：

3、确定与支腿反力相关的工程设备的多个工况参数类型；

4、根据多个工况参数类型与支腿反力的力学关系，确定每个工况参数组对应的支腿反力理论值，其中，工况参数组包括多个工况参数类型以及对应的参数值；

5、获取支腿三维模型，并对三维模型进行有限元仿真分析；

6、根据有限元仿真分析结果，确定多个工况参数组对应的多个支腿反力仿真值；

7、获取多个工况参数组对应的多个支腿反力实际值；

8、根据多个工况参数组、多个支腿反力理论值、多个支腿反力仿真值以及多个支腿反力实际值，确定支腿反力数字孪生模型。

9、在本技术的一个实施例中，同一工况参数组的支腿反力理论值、支腿反力仿真值以及支腿反力实际值为一个支腿反力组，根据多个工况参数组、多个支腿反力理论值、多个支腿反力仿真值以及多个支腿反力实际值，确定支腿反力数字孪生模型，包括：

10、在任一支腿反力组的支腿反力理论值、支腿反力仿真值以及支腿反力实际值中的任意两者的差值大于预设阈值的情况下，删除支腿反力组；

11、将所有保留的支腿反力组与多个工况参数组进行拟合，以得到支腿反力数字孪生模型。

12、本技术第二方面提供了一种支腿反力确定方法，应用于工程设备，方法包括：

13、获取工程设备的工况参数；

14、将获取到的工况参数输入支腿反力数字孪生模型中，以确定获取到的工况参数对应的支腿反力，其中，支腿反力数字孪生模型通过本技术第一方面提供的支腿反力数字孪生模型的确定方法获得。

15、在本技术的一个实施例中，获取工程设备的工况参数，包括：

16、在工程设备进行作业前，获取工程设备的预设工况参数；

17、将获取到的工况参数输入支腿反力数字孪生模型中，以确定获取到的工况参数对应的支腿反力，包括：

18、将预设工况参数输入支腿反力数字孪生模型中，以确定预设工况参数对应的支腿反力。

19、在本技术的一个实施例中，方法还包括：

20、在预设工况参数对应的支腿反力超过安全阈值或小于预设值的情况下，输出安全预警提示，以及使得支腿反力不超过安全阈值且大于预设值的预设工况参数。

21、在本技术的一个实施例中，获取工程设备的工况参数，包括：

22、在工程设备进行作业时，通过多个传感器获取工程设备的作业工况参数；

23、将获取到的工况参数输入支腿反力数字孪生模型中，以确定获取到的工况参数对应的支腿反力，包括：

24、将作业工况参数输入支腿反力数字孪生模型中，以确定作业工况参数对应的支腿反力。

25、在本技术的一个实施例中，方法还包括：

26、在作业工况参数对应的支腿反力小于倾覆临界阈值的情况下，输出安全报警提示，以及支腿反力小于倾覆临界阈值的具体支腿的编号；

27、在作业工况参数对应的支腿反力大于额定支腿反力的情况下，输出安全报警提示，并输出强制停止作业信号至工程设备的发动机。

28、本技术第三方面提供了一种支腿反力数字孪生模型的确定装置，应用于工程设备，装置包括：

29、工况参数类型确定模块，用于确定与支腿反力相关的工程设备的多个工况参数类型；

30、理论值确定模块，用于根据多个工况参数类型与支腿反力的力学关系，确定每个工况参数组对应的支腿反力理论值，其中，工况参数组包括多个工况参数类型以及对应的参数值；

31、有限元仿真模块，用于获取支腿三维模型，并对三维模型进行有限元仿真分析；

32、仿真值确定模块，用于根据有限元仿真分析结果，确定多个工况参数组对应的多个支腿反力仿真值；

33、实际值确定模块，用于获取多个工况参数组对应的多个支腿反力实际值；

34、数字孪生模型确定模块，用于根据多个工况参数组、多个支腿反力理论值、多个支腿反力仿真值以及多个支腿反力实际值，确定支腿反力数字孪生模型。

35、本技术第四方面提供一种支腿反力确定装置，应用于工程设备，装置包括：

36、支腿反力确定模块，用于获取工程设备的工况参数，并将获取到的工况参数输入支腿反力数字孪生模型中，以确定获取到的工况参数对应的支腿反力，其中，支腿反力数字孪生模型通过本技术第一方面提供的支腿反力数字孪生模型的确定方法获得。

37、本技术第五方面提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器可执行机器可执行指令以实现本技术第一方面提供的支腿反力数字孪生模型的确定方法，或本技术第二方面提供的支腿反力确定方法。

38、本技术第六方面提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行本技术第一方面提供的的支腿反力数字孪生模型的确定方法，或本技术第二方面提供的支腿反力确定方法。

39、通过上述技术方案，处理器可以通过工程设备的工况参数类型与支腿反力的力学关系确定多个支腿反力理论值，通过支腿三维模型的有限元仿真结果确定多个支腿反力仿真值，最后将上述的多个支腿反力理论值、多个支腿反力仿真值与测试获得的多个支腿反力实际值作为支腿反力数字孪生模型建立的数据基础，在此数据基础上建立可以完全反映工程设备的工况参数与支腿反力关系的支腿反力数字孪生模型。因支腿反力数字孪生模型通过上述多种数据确定获得，提升了支腿反力确定的准确性，只需将工况参数输入支腿反力数字孪生模型，即可获得通过该模型确定的准确的支腿反力。

40、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。