基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法

文档序号:36265955发布日期:2023-12-06 10:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,其步骤如下:

2.根据权利要求1所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,所述步骤s1中预处理的方法为:将多类传感器同一时间测量的多类数据作为一组数据,对每一组数据进行异常数据点的剔除和背景噪音的消除;采用标准中值滤波处理消除每一组数据中的背景噪音;通过k-means聚类算法建立特征量数据点异常检测模型,计算每一组数据中每个数据点与其所属簇的平均距离,如果某个数据点与其所属簇的平均距离超过一定阈值,将其视为异常点,并将其从每一组数据中剔除。

3.根据权利要求1或2所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,采用动态加权平均数据融合算法对预处理后多类传感器采集的数据进行融合;所述动态加权平均融合算法为:

4.根据权利要求3所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,所述建立刚柔耦合动力学模型的方法为:

5.根据权利要求4所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,根据管片拼装机的运动特性通过约束编辑工具定义运动约束,运动约束包括回转机构的旋转约束和油缸的平移约束,,以限制各个部件的运动范围;所述工步包括:工步一:安装最下端的标准管片a通过径向升降、轴向平移以及微调整,将管片放到固定位置;工步二:对称的两标准管片a的安装;抓取管片后轴向旋转、径向升降、轴向平移以及微调整工作,最后将管片放到指定位置;工步三:上部左右对称的两连接管b的安装,抓取管片后轴向旋转、径向升降、轴向平移以及微调整工作,最后将管片放到指定位置;工步四:顶部楔形封顶管片k的安装,抓取管片后轴向旋转、径向升降、轴向平移以及微调整工作,最后将管片放到指定位置。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,所述步骤s4中的偏差为多组预测数据与仿真运行状态数据之间的平均偏差,即:

7.根据权利要求6所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,所述对管片拼装机进行运动学机理模型的搭建的方法为:将管片拼装机分为粗调机构和微调机构两类,其中微调机构为拼装抓取机构,对管片进行微调处理,粗调机构主要完成管片拼装机的x轴的回转与平移以及z轴的提升,分别对该三类运动形式进行机构末端运动方程、末端速度方程和末端加速度方程的建立;

8.根据权利要求7所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,所述初次补偿为对比仿真得到的预测运行状态数据和实际观测数据之间的差异,可以推断出预测结果中的潜在偏差,并对预测结果进行相应的调整;

9.根据权利要求1、4、5、7或8所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,所述预测模型、初次补偿模型和二次补偿模型均为lstm神经网络;

10.根据权利要求9所述的基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,其特征在于,多层lstm神经网络的预测补偿计算公式如下:


技术总结
本发明提出了一种基于机理数据融合的管片拼装机运动状态预测方法,将采集数据进行预处理后融合形成样品数据集,对预测模型训练得到运行状态预测参数;建立刚柔耦合动力学模型输出仿真运行状态数据;将运行状态预测参数与仿真运行状态数据进行偏差计算,对初次补偿模型进行训练得到预测运行状态数据的补偿量;利用补偿量对运行状态预测参数进行补偿;搭建运动学机理模型得到运行状态数据;将初次补偿的预测运行状态数据与运行状态数据进行偏差计算,对二次补偿模型进行训练得到预测运行状态数据的补偿量;利用补偿量对初次补偿的预测运动状态数据进行二次补偿得到管片拼装机预测运行状态数据。本发明大大提高了管片拼装机运动参数短期预测的精度。

技术研发人员:肖艳秋,黄荣杰,贾连辉,赵轩,崔光珍,王鹏鹏,林福龙,孙春亚,郭俊可,贺振东,张伟利
受保护的技术使用者:郑州轻工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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