CN103091583B - 一种工程机械电磁兼容分析装置、系统、方法和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工程机械的电磁兼容分析装置、系统、方法和工程机械。所述装置包括：接收器，用于接收所述工程机械的车身元器件的电磁参数和/或所述工程机械的模型参数；控制器，用于：根据所述电磁参数、所述模型参数、和预先存储的第一规则分析所述车身元器件所受到的干扰程度，和/或根据所述模型参数和预先存储的第二规则分析所述工程机械的设计是否合理；以及在所述干扰程度超出一预设值和/或所述工程机械的设计不合理的情况下，输出报警信号。通过上述技术方案，可以根据工程机械的现场样本信息和模型数据，实现对工程机械的设计是否合理和所受电磁干扰的实时分析，可以根据分析结果辅助产品设计，改善电磁干扰，提高设备稳定性。

Description

一种工程机械电磁兼容分析装置、系统、方法和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于工程机械的电磁兼容分析装置、系统、方法和工程机械。

背景技术

电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行，并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

随着汽车起重机智能化发展，车载电子设备数量不断增多、频率覆盖范围不断扩展，车身电磁环境愈来愈复杂，特别是随着吨位不断加大，提高系统电磁兼容性（EMC）设计，保证安全稳定工作，势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于工程机械的电磁兼容分析装置、系统、方法和工程机械，以实现对工程机械的电磁兼容的分析，辅助产品设计。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于工程机械的电磁兼容分析装置，该装置包括：接收器，用于接收所述工程机械的车身元器件的电磁参数和/或所述工程机械的模型参数；控制器，用于：根据所述电磁参数、所述模型参数、和预先存储的第一规则分析所述车身元器件所受到的干扰程度，和/或根据所述模型参数和预先存储的第二规则分析所述工程机械的设计是否合理；以及在所述干扰程度超出一预设值和/或所述工程机械的设计不合理的情况下，输出报警信号。

本发明还提供一种用于工程机械的电磁兼容分析系统，该系统包括：数据采集装置，用于采集所述工程机械的车身元器件的电磁参数；模型建立装置，用于建立所述工程机械的模型，并输出模型参数；上述电磁兼容分析装置，该装置与所述数据采集装置和所述模型建立装置连接；以及报警装置，与所述电磁兼容分析装置连接。

本发明还提供一种包括上述系统的工程机械。

本发明还提供一种用于工程机械的电磁兼容分析方法，该方法包括：接收所述工程机械的车身元器件的电磁参数和/或所述工程机械的模型参数；根据所述电磁参数、所述模型参数、和预先存储的第一规则分析所述车身元器件所受到的干扰程度；和/或根据所述模型参数和预先存储的第二规则分析所述工程机械的设计是否合理；以及在所述干扰程度超出一预设值和/或所述工程机械的设计不合理的情况下，进行报警。

通过上述技术方案，可以根据工程机械的电磁环境、干扰情况、运行状态等现场样本信息、以及该工程机械的模型数据，实现对工程机械的设计是否合理和所受电磁干扰的实时分析，解决了现有技术中缺乏对包括汽车起重机在内的工程机械电磁兼容问题分析的缺陷，并且可以根据分析结果来辅助产品设计，改善电磁干扰，提高设备工作的稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的用于工程机械的电磁兼容分析装置的结构图；

图2是根据本发明的实施方式的用于工程机械的电磁兼容分析装置的具体的内部结构图；

图3是根据本发明的实施方式的用于工程机械的电磁兼容分析系统的结构图；以及

图4是根据本发明的实施方式的用于工程机械的电磁兼容分析方法的流程图。

附图标记说明

10     电磁兼容分析装置     101     接收器             102     控制器

1021   规则存储模块         1022    分析模块           1023    通信模块

1024   数据存储模块         20      数据采集装置       30      模型建立装置

40     报警装置             50      显示装置           60      输入装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了根据本发明的实施方式的用于工程机械的电磁兼容分析装置的结构图。如图1所示，该电磁兼容分析装置10包括：接收器101，用于接收所述工程机械的车身元器件的电磁参数和/或所述工程机械的模型参数；控制器102，用于：根据所述电磁参数、所述模型参数、和预先存储的第一规则分析所述车身元器件所受到的干扰程度，和/或根据所述模型参数和预先存储的第二规则分析所述工程机械的设计是否合理；以及在所述干扰程度超出一预设值和/或所述工程机械的设计不合理的情况下，输出报警信号。其中，所述工程机械例如可为汽车起重机。所述电磁参数可包括下列中的一者或多者：电场强度、磁场强度、电压值、电流值以及无线电干扰水平。所述模型参数可包括下列中的一者或多者：车体外壳结构、尺寸、材料，电气部件节点位置，线束空间拓扑位置，线缆长度，线缆材料特性以及线缆类型。

如上所述，所述第一规则和所述第二规则被预存在控制器102中，所预存的这些规则为已知的事实和专家的经验性知识。具体地，所述第一规则是用于判断所述车身元器件所受到的干扰程度的规则，例如但不限于“终端感应”规则，其旨在根据车载终端收集的现场样本信息，也就是电磁参数，来判断车身元器件可能受到的干扰程度。所述第二规则是用于判断所述工程机械的设计是否合理的规则，例如但不限于“耦合机制”规则和“线束分布”规则，其中所述“耦合机制”规则旨在根据设计人员提供的设计信息，也就是所述工程机械的模型参数，判断可能存在的干扰耦合，以供设计人员参考；而所述“线束规则”旨在辅助线缆设计，其考虑电缆的电磁兼容分类，对车身线缆优先级排序，以在设计时提供最优的线缆设计方案，提高线缆设计合理性，减小设备间电磁耦合。

在上文描述的电磁兼容分析装置10中，控制器102可以包括一个或多个模块来执行其中的操作。例如，如图2所述，控制器102可以包括：规则存储模块1021，用于存储所述第一规则和第二规则；数据存储模块1024，与所述接收器101连接，用于存储所述电磁参数和/或所述模型参数；分析模块1022，用于对干扰程度和/或设计是否合理进行分析；以及通信模块1023，用于传输所述报警信号。

所述规则存储模块1021充当专家系统中的知识库。虽然上面描述了在规则存储模块1021中存储有第一规则和第二规则，但本发明不限于此，规则存储模块1021中还可以存储包括屏蔽效能、耦合系数、场线感应电位计算等的其他规则，以解决电磁兼容领域中常用的计算问题。

所述分析模块1022充当专家系统中的推理机，即专家系统的“思维”机构，其能够根据当前已知的事实，利用知识库的知识模拟领域专家的思维过程，控制并执行对问题的求解。在本发明中，分析模块1022采用正向推理，即数据驱动策略，运用现场样本信息和设计信息，根据规则存储模块1021所表达的规则，来得出分析结果。在本发明中，分析模块1022主要能够实现对电磁干扰程度的分析，以及对工程机械的设计是否合理的分析。

具体地，在对车身元器件进行电磁干扰程度分析时，其从数据存储模块1024中读取电磁参数和模型参数，从规则存储模块1021中读取第一规则，然后按照该第一规则、根据所述电磁参数和模型参数来确定当前所受电磁干扰程度。例如，第一规则包括N条规则：第一组参数+干扰程度；第二组参数+干扰程度，…，第N组参数+干扰程度。当前所接收到的电磁参数和模型参数作为第N+1组参数，当它被输入到分析模块1022中后，该分析模块1022根据前N条规则来进行推理，得出该第N+1组参数所对应的干扰程度。可以理解的是，所存储的规则越多，推理出的结果越精确。

另外，在对工程机械的设计是否合理进行分析时，其从数据存储模块1024中读取模型参数，从规则存储模块1021中读取第二规则，然后按照该第二规则、根据所述模型参数来判断所述工程机械的设计是否合理。推理过程和上述进行干扰程度分析的推理过程类似。

在所述分析模块1022根据第一规则确定出当前所受干扰程度之后，其将该干扰程度与一预设值进行比较，在所述干扰程度超于该预设值的情况下，其发出报警信号至通信模块1023，以指示当前车身元器件所受的干扰水平超标。以及，在判断出所述工程机械的设计不合理的情况下（例如，线缆类型、线缆长度等不理想），其也发出报警信号至通信模块1023，以指示设计人员对工程机械模型进行修正。

由此，通过本发明提供的电磁兼容分析装置10，可以有效地对包括汽车起重机在内的工程机械的电磁兼容状况进行实时分析和预警，并能够辅助产品设计，避免可能存在的电磁干扰。

此外，本发明提供的电磁兼容分析装置10还可以实现对控制器102中的规则存储模块1021的更新。即，在分析模块1022完成分析之后，其可将电磁参数、模型参数以及对应的干扰程度作为一新的第一规则存储在规则存储模块1021中；和/或将模型参数以及对应的分析结果作为一新的第二规则存储在规则存储模块1021中。例如，将上述第N+1组参数和与之对应的干扰程度作为第N+1条规则存储在规则存储模块1021中，在对第N+2组参数进行判断时，所依据的是前N+1条规则。由此，通过对规则存储模块1021的实时更新，不断扩充已知的规则，从而可以提高分析模块1022所得出的分析结果的准确度，更加可靠地辅助设计人员进行产品设计和改进。

所述分析模块1022在进行分析的过程中，其可以将每一步的分析结果存储在数据存储模块1024中，以便之后进行查阅。

图3根据本发明的实施方式的用于工程机械的电磁兼容分析系统的结构图。如图3所示，该系统包括：数据采集装置20，用于采集所述工程机械的车身元器件的电磁参数；模型建立装置30，用于建立所述工程机械的模型，并输出模型参数；上述电磁兼容分析装置10，该装置10与所述数据采集装置20和所述模型建立装置30连接；以及报警装置40，与所述电磁兼容分析装置10连接。

所述数据采集装置20可以例如是传感器，其可以分布在车身电气敏感部位，例如臂架内部，PLC控制器端口，位移传感器CAN总线端口等，其可以检测电场强度、磁场强度、电压值、电流值、以及无线电干扰水平等。数据采集单元20将其所采集的电磁参数经由有线或无线的方式发送到电磁兼容分析装置10中，优选地，采用现有集群的GPS系统。

模型建立装置30提供工程机械的模型数据，设计人员通过该模型建立装置30来设计模型，在经由电磁兼容分析装置10分析之后，设计人员可根据分析结果来改进模型。

由此，通过本发明提供的电磁兼容分析系统，可以有效地对包括汽车起重机在内的工程机械的电磁兼容状况进行实时分析和预警，并能够辅助产品设计，避免可能存在的电磁干扰。

此外，如图3所示，本发明提供的电磁兼容分析系统还可以显示装置50和输入装置60。所述显示装置50用于显示所述电磁参数、所述模型参数、分析结果等等；所述输入装置60供用户输入规则至规则存储模块1021中，以对规则存储模块1021进行修改和完善。

此外，用户还可以通过输入装置60输入相应的指令，来表示其想要查看分析过程。电磁兼容分析装置10在接收到该指令之后，其调用数据存储模块1024中所存储的每一步分析的结果，然后将该结果发送到显示装置50。用户通过显示装置50可以直观、清楚地掌握分析过程，判断所得出的分析结果是否正确。以此，通过本发明提供的电磁兼容分析系统可以帮助用户发现规则存储模块1021和分析模块1022中的错误，有助于对系统进行调试和维护。

本发明还提供一种包括上述系统的工程机械。

图4是根据本发明的实施方式的用于工程机械的电磁兼容分析方法的流程图。如图4所示，该方法包括：步骤401，接收工程机械的车身元器件的电磁参数和/或工程机械的模型参数；步骤402，根据所述电磁参数、所述模型参数、和预先存储的第一规则分析所述车身元器件所受到的干扰程度，和/或步骤403，根据所述模型参数和预先存储的第二规则对工程机械的设计进行分析；步骤406，判断所述干扰程度是否超出一预设值，和/或步骤407，判断所述设计是否合理；以及步骤408，在所述干扰程度超出一预设值和/或所述工程机械的设计不合理的情况下，进行报警。

上述方法还可包括：步骤404，将所述电磁参数、所述模型参数以及对应的干扰程度存储作为一新的第一规则，以及步骤405，将所述模型参数以及对应的分析结果存储作为一新的第二规则。

由此，通过本发明的技术方案，可以根据工程机械的电磁环境、干扰情况、运行状态等现场样本信息、以及该工程机械的模型数据，实现对工程机械的设计是否合理和所受电磁干扰的实时分析，解决了现有技术中缺乏对包括汽车起重机在内的工程机械电磁兼容问题分析的缺陷，并且可以根据分析结果来辅助产品设计，改善电磁干扰，提高设备工作的稳定性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于工程机械的电磁兼容分析装置，其特征在于，该装置包括：

接收器，用于接收所述工程机械的车身元器件的电磁参数和/或所述工程机械的模型参数；

控制器，用于：

根据所述电磁参数、所述模型参数、和预先存储的第一规则分析所述车身元器件所受到的干扰程度，和/或根据所述模型参数和预先存储的第二规则分析所述工程机械的设计是否合理；以及

在所述干扰程度超出一预设值和/或所述工程机械的设计不合理的情况下，输出报警信号，

其中，所述电磁参数包括下列中的一者或多者：电场强度、磁场强度、电压值、电流值以及无线电干扰水平，

其中，所述模型参数包括下列中的一者或多者：车体外壳结构、尺寸、材料，电气部件节点位置，线束空间拓扑位置，线缆长度，线缆材料特性以及线缆类型。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于：

将所述电磁参数、所述模型参数以及对应的干扰程度存储作为一新的第一规则；和/或

将所述模型参数以及对应的分析结果存储作为一新的第二规则。

3.一种用于工程机械的电磁兼容分析系统，其特征在于，该系统包括：

数据采集装置，用于采集所述工程机械的车身元器件的电磁参数；

模型建立装置，用于建立所述工程机械的模型，并输出模型参数；

根据权利要求1-2中任意一项权利要求所述的电磁兼容分析装置，该装置与所述数据采集装置和所述模型建立装置连接；以及

报警装置，与所述电磁兼容分析装置连接。

4.一种包括根据权利要求3所述的系统的工程机械。

5.一种用于工程机械的电磁兼容分析方法，其特征在于，该方法包括：

接收所述工程机械的车身元器件的电磁参数和/或所述工程机械的模型参数；

根据所述电磁参数、所述模型参数、和预先存储的第一规则分析所述车身元器件所受到的干扰程度；和/或

根据所述模型参数和预先存储的第二规则分析所述工程机械的设计是否合理；以及

在所述干扰程度超出一预设值和/或所述工程机械的设计不合理的情况下，进行报警，

其中，所述电磁参数包括下列中的一者或多者：电场强度、磁场强度、电压值、电流值以及无线电干扰水平，

其中，所述模型参数包括下列中的一者或多者：车体外壳结构、尺寸、材料，电气部件节点位置，线束空间拓扑位置，线缆长度，线缆材料特性以及线缆类型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

将所述电磁参数、所述模型参数以及对应的干扰程度存储作为一新的第一规则；和/或

将所述模型参数以及对应的分析结果存储作为一新的第二规则。