CN104290887B - 水中磁性金属吸附装置及控制方法 - Google Patents

水中磁性金属吸附装置及控制方法 Download PDF

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CN104290887B
CN104290887B CN201410461500.5A CN201410461500A CN104290887B CN 104290887 B CN104290887 B CN 104290887B CN 201410461500 A CN201410461500 A CN 201410461500A CN 104290887 B CN104290887 B CN 104290887B
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朱文斌
徐汉祥
周永东
张洪亮
张龙
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Abstract

本发明公开了一种水中磁性金属吸附装置及控制方法,包括两端封闭的筒形吸附体,分别设于吸附体两端的第一气囊和第二气囊,设于吸附体内的气瓶、微处理器、存储器、电机和与电机的两个转轴分别相连接的两个凸轮,设于吸附体外周面上并沿轴向分布的两组挖掘足,包覆于两组挖掘足之外的吸附体外周面上的强力磁铁片和设于吸附体上的牵引环。本发明具有磁性金属回收效率高,不易损坏,回收成本低;达到吸附标准可以自动上浮,操作简单,智能化高的特点。

Description

水中磁性金属吸附装置及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水中磁性金属回收技术领域,尤其是涉及一种具有吸附水底磁性金属 功能的水中磁性金属吸附装置及控制方法。
背景技术
[0002] 由于翻船或修造船等原因,在某些海域或河道的水底存在大量的磁性金属,金属 在海底或河道时间长了会逐渐腐蚀消失,导致大量的金属资源被浪费;但是传统的沉船打 捞方法费用高昂,如何使用简易的装置将埋藏在海底或河道中的金属打捞上来,是目前迫 切需要解决的技术问题。
[0003] 中国专利授权公开号:CN203714031U,授权公开日2014年7月16日,公开了一种吸 附装置,包括:具有一定厚度的装置本体,所述装置本体两端内嵌有磁铁。该发明的不足之 处是,功能单一,不能用于水下吸附磁性金属。
发明内容
[0004] 本发明的发明目的是为了克服现有技术中的沉船打捞方法费用高昂的不足,提供 了一种具有吸附水底磁性金属功能的水中磁性金属吸附装置及控制方法。
[0005] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] -种水中磁性金属吸附装置,包括两端封闭的筒形吸附体,分别设于吸附体两端 的第一气囊和第二气囊,设于吸附体内的气瓶、微处理器、存储器、电机和与电机的两个转 轴分别相连接的两个凸轮,设于吸附体外周面上并沿轴向分布的两组挖掘足,包覆于两组 挖掘足之外的吸附体外周面上的强力磁铁片和设于吸附体上的牵引环;
[0007] 每组挖掘足均包括若干个沿吸附体横截面的边缘分布并与吸附体的轴心线相垂 直的圆管和设于每个圆管中的可伸出圆管外端之外的伸缩杆,每个伸缩杆的长度均大于对 应的圆管的长度,每个伸缩杆均通过弹性结构与对应的圆管相连接;一组挖掘足的各个伸 缩杆上端均与一个凸轮外周面相接触,另一组挖掘足的各个伸缩杆上端均与另一个凸轮外 周面相接触,圆管内侧壁下部与伸缩柱之间设有环形密封板;
[0008] 气瓶通过第一导气管与第一气囊相连通,气瓶通过第二导气管与第二气囊相连 通,第一导气管上设有第一电磁阀,第二导气管上设有第二电磁阀;每个圆管内端和吸附体 之间均设有压力传感器,微处理器分别与电机、存储器、各个压力传感器、第一电磁阀和第 二电磁阀电连接。
[0009] 当气囊中气体量较少,气囊处于收缩状态;当气囊中气体量较多,气囊会张开;气 囊体积的改变,使水施加在气囊上的浮力改变,从而使2个气囊和吸附体所构成的整体的浮 力改变;可以根据吸附金属量的多少而改变气囊的体积,从而使吸附体和水底保持稳定的 相对距离。
[0010] 气瓶中盛有高压氮气,打开第一电磁阀及第二电磁阀,氮气会自动进入第一气囊 和第二气囊。
[0011] 各个压力传感器用于检测吸附体施加给圆管的压力,从而间接的检测出水的浮力 和吸附体的重力之间的关系,便于及时调整气囊的体积,从而使吸附体和水底保持稳定的 相对距离。
[0012] 用绳索将牵引环与船连接起来,用船拖动本发明的吸附体移动;本发明的两组挖 掘足用于翻动水底的泥沙,从而使磁性金属露出水底的泥沙之外;强力磁铁片用于吸附露 出水底的泥沙之外的磁性金属;电机通过凸轮带动伸缩杆伸缩,弹性结构用于给伸缩杆提 供回缩的弹力;
[0013] 当伸缩杆伸出对应的圆管之外时,在伸缩杆的支撑下,吸附体会跳离水底,伸缩杆 可能垂直跳起也可能倾斜跳起,从而使吸附体在水底呈曲线状跳跃式前进,吸附体移动的 轨迹并非与船移动的直线轨迹一样,增加水底搜索的范围,提高了磁性金属回收效率,并且 跳跃式前进减少了吸附体与水底的摩擦,吸附体不易损坏,减少了吸附体对水底的破坏。气 瓶中盛有尚压氣气。
[0014] 并且在吸附磁性金属过程中,微处理器控制压力检测及充气,当达到一定的充气 次数时,说明吸附体已经吸附了一定重量的磁性金属可以停止吸附作业了;微处理器控制 第一电磁阀及第二电磁阀打开,气瓶持续向第一气囊和第二气囊放气直至吸附体浮出水面 为止;当船中的操作人员发现吸附体已经浮在水面时,可以控制船返航;达到吸附标准可以 自动上浮,操作简单、智能化高。
[0015] 因此,本发明具有磁性金属回收效率高,不易损坏,回收成本低;达到吸附标准可 以自动上浮,操作简单、智能化高的特点。
[0016] 作为优选,所述气囊均呈圆筒状,包括塑料壳体和设于壳体内的沿壳体轴向分布 的若干个环形支撑件,环形支撑件与壳体相连接。
[0017]作为优选,所述吸附体上设有与圆管数量相同的中空卡槽,每个圆管内端均设有 用于与卡槽配合的若干个弹性凸起,每个卡槽的底面上均设有环形缓冲垫,每个压力传感 器均位于对应的缓冲垫中。
[0018] 作为优选,所述弹性结构包括沿圆管轴向分布的2至4个径向弹簧组,每个径向弹 簧组包括在圆管和对应的伸缩杆之间呈辐射状分布的4条连接弹簧。
[0019] 作为优选,每组挖掘足包括4个圆管及4个分别与各个圆管连接的伸缩杆,每个凸 轮均为梅花凸轮。
[0020] 作为优选,吸附体呈圆筒状,电机为防水电机。
[0021] -种水中磁性金属吸附装置的控制方法,包括如下步骤:
[0022] (7-1)用绳索将牵引环与用于提供牵引力的船连接起来,船拖动吸附体在水底移 动;
[0023] (7-2)在移动的过程中,两组挖掘足插入水底的泥沙中,在挖掘足的翻动作用下磁 性金属露出泥沙之外,强力磁铁片吸附磁性金属;
[0024] (7-3)微处理器控制电机工作,2个凸轮带动各个伸缩杆伸出,各个弹性结构分别 带动对应的伸缩杆回缩,吸附体在水底呈曲线状跳跃前进;
[0025] (7-4)在(7-2)至(7-3)的吸附磁性金属过程中,微处理器控制压力检测及充气:
[0026] 存储器中设有标准压力范围[A^Ad,充气次数阈值N,充气次数序号为q,q初始值 为0;各个压力传感器分别检测圆管与吸附体之间的压力,微处理器计算各个压力传感器检 测的压力的平均值R;
[0027] (7-4-1)当R>A2,则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开,气瓶分别向第 一气囊和第二气囊放气;
[0028] 当R<Ai,则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀关闭,使q的值增加1;
[0029] iq<N,转入步骤(7-4-1)中;当q彡N,则转入步骤(7-5);
[0030] (7-5)微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开,气瓶继续向第一气囊和第二 气囊放气,吸附体浮出水面。
[0031] 作为优选,还包括如下步骤:
[0032] (8-1)存储器中设有标准信噪比SNR«稚,电机的转轴转速C1、转速C2,C2>C1;在吸 附磁性金属过程中,设定压力传感器共为m个,则微处理器得到m个检测信号,微处理器选取 距离当前时刻B分钟内的m个检测信号Spect (t);
[0033] (8-2)数据处理:
[0034] 微处理器将m个检测信号Spect (t)均输入一层随机共振模型:
[0035]
Figure CN104290887BD00071
[0036] 中,微处理器计算V(x,t,a)对于X的一阶导数、二阶导数和三阶导数,并且使等式 等于〇,得到二层随机共振模型:
[0037]
Figure CN104290887BD00072
[0038] 设定噪声强度0 = 0,_8〖11(2冗/纟+免)=:1咖6〇以1:)=0,1^1:)=0;计算得到4的临界值为
Figure CN104290887BD00073
,将A的临界值代入一层随机共振模型中,并设定Xo⑴=0,sn Q=0,用四阶珑格库 塔算法求解一层随机共振模型,得到
Figure CN104290887BD00074
[0039] 其中待定系数:
Figure CN104290887BD00075
[0044] 其中,xn⑴为X⑴的η阶导数,snn-1是S⑴的n-1阶导数在t = 0处的值,snn+i是S ⑴的n+1阶导数在t = 0处的值,n = l,…,N-1;得到XI⑴,X2⑴,…,Xn+i⑴的值;
[0045] 微处理器对XI (t),X2⑴,…,xn+i⑴进行积分,得到X⑴,并得到X⑴在一层随机 共振模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的最优检测时刻时 间tl,最优瞬时运动加速度αΐ,并确定tl和αΐ所对应的噪声D1;
[0046] 微处理器利用公式
Figure CN104290887BD00081
计算双层随机共振系统输出的 信噪比;其中,Δ U = a2/4b;得到m个输出信噪比SNfo,SNR2,…,SNRm;
[0047] 微处理器利用公式
Figure CN104290887BD00082
计算输出信噪比误差QEnizl, 2,···,πι;
[0048] 微处理器计算满足QEi<5 %的输出信噪比误差的个数施;
[0049] (8-3)做出判断:
[0050] 若
Figure CN104290887BD00083
则微处理器控制电机以转速C1旋转;
[0051] 否则,微处理器控制电机以转速C2旋转;
[0052] B分钟后,返回步骤(8-1)。
[0053] m个检测信号可以表征吸附金属重量变化过程,即表征当前水底的磁性金属含量, 根据磁性金属含量来确定电机的转速,从而确定吸附体跳跃的频率;使磁性金属含量较多 时电机转速慢,磁性金属含量较少时电机转速快,既提高了搜索效率,也保证水底磁性金属 被较干净的清理掉。
[0054] SNR»t通过下述方法获得:
[0055]当水底磁性金属含量适中,电机采用能将磁性金属基本清理干净的转速旋转,利 用上述步骤检测及数据处理得到一个输出信噪比,并反复进行100至200次实验,得到100至 200个输出信噪比,计算得到的各个输出信噪比的平均值,将该平均值定义为SNR»隹。
[0056] 作为优选,q为5至10,标准压力范围为[500g,5kg]。
[0057]因此,本发明具有如下有益效果:
[0058] (1)磁性金属回收效率高,不易损坏,回收成本低;
[0059] ⑵达到吸附标准可以自动上浮,操作简单,智能化高;
[0060] ⑶清理效果好,回收成本低。
附图说明
[0061] 图1是本发明的一种结构示意图;
[0062] 图2是本发明的凸轮、圆管和伸缩杆的一种结构示意图;
[0063] 图3是本发明的电机和凸轮的一种结构示意图;
[0064] 图4是本发明的圆管和伸缩杆的横截面结构示意图;
[0065] 图5是本发明的卡槽、缓冲垫和挖掘足的一种结构示意图;
[0066] 图6是本发明的实施例1的一种流程图;
[0067]图7是本发明的一种原理框图。
[0068] 图中:吸附体1、第一气囊2、第二气囊3、微处理器4、存储器5、电机6、转轴7、凸轮8、 气瓶9、挖掘足10、强力磁铁片11、牵引环12、圆管13、伸缩杆14、密封板15、第一电磁阀16、第 二电磁阀17、塑料壳体18、中空卡槽19、弹性凸起20、环形缓冲垫21、径向弹簧组22、连接弹 簧23、压力传感器24。
具体实施方式
[0069] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0070] 实施例1
[0071] 如图1、图3所示的实施例是一种水中磁性金属吸附装置,包括两端封闭的筒形吸 附体1,分别设于吸附体两端的第一气囊2和第二气囊3,设于吸附体内的气瓶9微处理器4、 存储器5、电机6和与电机的两个转轴7分别相连接的两个凸轮8,设于吸附体外周面上并沿 轴向分布的两组挖掘足10,包覆于两组挖掘足之外的吸附体外周面上的强力磁铁片11和设 于吸附体上的牵引环12;
[0072] 每组挖掘足均包括4个沿吸附体横截面的边缘分布并与吸附体的轴心线相垂直的 圆管13和设于每个圆管中的可伸出圆管外端之外的伸缩杆14,每个伸缩杆的长度均大于对 应的圆管的长度,每个伸缩杆均通过弹性结构与对应的圆管相连接;一组挖掘足的各个伸 缩杆上端均与一个凸轮外周面相接触,另一组挖掘足的各个伸缩杆上端均与另一个凸轮外 周面相接触,圆管内侧壁下部与伸缩柱之间设有环形密封板15;
[0073] 气囊均呈圆筒状,包括塑料壳体18和设于壳体内的沿壳体轴向分布的2个环形支 撑件,环形支撑件与壳体相连接。吸附体呈圆筒状,电机为防水电机。
[0074] 如图7所示,气瓶通过第一导气管与第一气囊相连通,气瓶通过第二导气管与第二 气囊相连通,第一导气管上设有第一电磁阀16,第二导气管上设有第二电磁阀17;每个圆管 内端和吸附体之间均设有压力传感器24,微处理器分别与电机、存储器、各个压力传感器、 第一电磁阀和第二电磁阀电连接。各个压力传感器均为电阻应变式称重传感器。
[0075]如图5所示,吸附体上设有与圆管数量相同的中空卡槽19,每个圆管内端均设有用 于与卡槽配合的4个弹性凸起20,每个卡槽的底面上均设有环形缓冲垫21,每个压力传感器 均位于对应的缓冲垫中。
[0076] 如图4所示,弹性结构包括沿圆管轴向分布的3个径向弹簧组22,每个径向弹簧组 包括在圆管和对应的伸缩杆之间呈辐射状分布的4条连接弹簧23。
[0077] 如图2所示,每组挖掘足包括4个圆管及4个分别与各个圆管连接的伸缩杆,每个凸 轮均为梅花凸轮。
[0078] 如图6所示,一种水中磁性金属吸附装置的控制方法,包括如下步骤:
[0079] 步骤100,用绳索将牵引环与用于提供牵引力的船连接起来,船拖动吸附体在水底 移动;
[0080] 步骤200,在移动的过程中,两组挖掘足插入水底的泥沙中,在挖掘足的翻动作用 下磁性金属露出泥沙之外,强力磁铁片吸附磁性金属;
[0081] 步骤300,微处理器控制电机工作,2个凸轮带动各个伸缩杆伸出,各个弹性结构分 别带动对应的伸缩杆回缩,吸附体在水底呈曲线状跳跃前进;
[0082] 步骤400,在步骤200至步骤300的吸附磁性金属过程中,微处理器控制压力检测及 充气:
[0083] 存储器中设有标准压力范围[500g,3000g],充气次数阈值N为8,充气次数序号为 q,充气次数阈值q,q初始值为〇;各个压力传感器检测圆管与吸附体之间的压力,微处理器 计算各个压力传感器检测的压力的平均值;
[0084] 步骤410,当R>3000g,则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开,气瓶分别 向第一气囊和第二气囊放气;
[0085] 当R<500g,则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀关闭,使q的值增加1;
[0086] 当q<8,转入步骤410中;当q彡8,则转入步骤500;
[0087] 步骤500,微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开,气瓶持续向第一气囊和第 二气囊放气直至吸附体浮出水面为止。吸附体内设有蓄电池,蓄电池与电机电连接。
[0088] 实施例2
[0089] 实施例2中包括实施例1中的所有结构及步骤,还包括下述步骤:
[0090] 步骤600,存储器中设有标准信噪比SNRfi稚,电机的转轴转速C1、转速C2,C2 > C1;在 吸附磁性金属过程中,微处理器得到8个检测信号,微处理器选取距离当前时刻5分钟内的8 个检测信号的信号段构成8个检测信号Spect (t);转速C1为2转/分钟、转速C2为4转/分钟;
[0091] 步骤700,数据处理:
[0092] 微处理器将m个检测信号Spect (t)均输入一层随机共振模型:
[0093]
Figure CN104290887BD00101
[0094] 中,其中,V(x,t,a)为势函数,X⑴为布朗运动粒子运动轨迹函数,a,b为设定的常 数,l(t)是外噪声,D是在[0,1]范围内以0.01步进的外噪声强度,N(t)为内秉噪声, .4sin(2;r// + (p)为周期性正弦信号,A是信号幅度,f是信号频率,t为运动时间,φ为相位,设 S(/) = A sin(2?r /7 + φ) -f Spea(i) + ;V(/);
[0095] 微处理器计算V(x,t,a)对于x的一阶导数、二阶导数和三阶导数,并且使等式等于 0,得到二层随机共振模型:
[0096]
Figure CN104290887BD00102
[0097] 设定噪声强度D=0,_sin(2;r.々+ρ) = 1,Spect⑴=0,N(t) =0;计算得到A的临界值为 4 ,将A的临界值代入一层随机共振模型中,并设定Xo(t) =〇,snQ=〇,用四阶珑格库 塔算法求解一层随机共振模型,得至I
Figure CN104290887BD00103
[0098] 其中待定系数:
Figure CN104290887BD00104
[0103] 其中,Xn⑴为X⑴的η阶导数,snn-1是S⑴的n-1阶导数在t = 0处的值,snn+i是S ⑴的n+1阶导数在t = 0处的值,n = l,…,N-1;得到XI⑴,X2⑴,…,xn+i⑴的值;
[0104] 微处理器对XI (t),X2 (t),…,xn+l (t)进行积分,得到X (t),并得到X (t)在一层随机 共振模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的最优检测时刻时 间tl,最优瞬时运动加速度αΐ,并确定tl和αΐ所对应的噪声DhDiSD中的一个值;D是在[0, 1]范围内以〇.〇1周期循环步进的一个函数,D的取值与时间相关,知道了七时刻,Di就确定 了。
[0105] 微处理器利用公式
Figure CN104290887BD00111
计算双层随机共振系统输出的 信噪比;其中,Δ U = a2/4b;得到m个输出信噪比SNfo,SNR2,…,SNRm;
[0106] 微处理器利用公式
Figure CN104290887BD00112
计算输出信噪比误差QEnizl, 2,· · ·,8;
[0107] 微处理器计算满足QEiSS%的输出信噪比误差的个数M1;
[0108] 步骤800,做出判断:
[0109] 老
Figure CN104290887BD00113
则微处理器控制电机以转速C1旋转;
[0110] 否则,微处理器控制电机以转速C2旋转;
[0111] 5分钟后,返回步骤600。
[0112] 应理解,本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在 阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等 价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1. 一种水中磁性金属吸附装置,其特征是,包括两端封闭的筒形吸附体(1),分别设于 吸附体两端的第一气囊⑵和第二气囊(3),设于吸附体内的气瓶⑶、微处理器(4)、存储器 (5)、电机(6)和与电机的两个转轴⑵分别相连接的两个凸轮(8),设于吸附体外周面上并 沿轴向分布的两组挖掘足(10),包覆于两组挖掘足之外的吸附体外周面上的强力磁铁片 (11)和设于吸附体上的牵引环(12); 每组挖掘足均包括若干个沿吸附体横截面的边缘分布并与吸附体的轴心线相垂直的 圆管(13)和设于每个圆管中的可伸出圆管外端之外的伸缩杆(14),每个伸缩杆的长度均大 于对应的圆管的长度,每个伸缩杆均通过弹性结构与对应的圆管相连接;一组挖掘足的各 个伸缩杆上端均与一个凸轮外周面相接触,另一组挖掘足的各个伸缩杆上端均与另一个凸 轮外周面相接触,圆管内侧壁下部与伸缩柱之间设有环形密封板(15); 气瓶通过第一导气管与第一气囊相连通,气瓶通过第二导气管与第二气囊相连通,第 一导气管上设有第一电磁阀(16),第二导气管上设有第二电磁阀(17);每个圆管内端和吸 附体之间均设有压力传感器(24),微处理器分别与电机、存储器、各个压力传感器、第一电 磁阀和第二电磁阀电连接。
2. 根据权利要求1所述的水中磁性金属吸附装置,其特征是,所述气囊均呈圆筒状,包 括塑料壳体(18)和设于壳体内的沿壳体轴向分布的若干个环形支撑件,环形支撑件与壳体 相连接。
3. 根据权利要求1所述的水中磁性金属吸附装置,其特征是,所述吸附体上设有与圆管 数量相同的中空卡槽(19),每个圆管内端均设有用于与卡槽配合的若干个弹性凸起(20), 每个卡槽的底面上均设有环形缓冲垫(21),每个压力传感器均位于对应的缓冲垫中。
4. 根据权利要求1所述的水中磁性金属吸附装置,其特征是,所述弹性结构包括沿圆管 轴向分布的2至4个径向弹簧组(22),每个径向弹簧组包括在圆管和对应的伸缩杆之间呈辐 射状分布的4条连接弹簧(23)。
5. 根据权利要求1所述的水中磁性金属吸附装置,其特征是,每组挖掘足包括4个圆管 及4个分别与各个圆管连接的伸缩杆,每个凸轮均为梅花凸轮。
6. 根据权利要求1或2或3或4或5所述的水中磁性金属吸附装置,其特征是,吸附体呈圆 筒状,电机为防水电机。
7. -种适用于权利要求1所述的水中磁性金属吸附装置的控制方法,其特征是,包括如 下步骤: (7-1)用绳索将牵引环与用于提供牵引力的船连接起来,船拖动吸附体在水底移动; (7-2)在移动的过程中,两组挖掘足插入水底的泥沙中,在挖掘足的翻动作用下磁性金 属露出泥沙之外,强力磁铁片吸附磁性金属; (7-3)微处理器控制电机工作,2个凸轮带动各个伸缩杆伸出,各个弹性结构分别带动 对应的伸缩杆回缩,吸附体在水底呈曲线状跳跃前进; (7-4)在(7-2)至(7-3)的吸附磁性金属过程中,微处理器控制压力检测及充气: 存储器中设有标准压力范围[A^Ad,充气次数阈值N,充气次数序号为q,q初始值为0; 各个压力传感器分别检测圆管与吸附体之间的压力,微处理器计算各个压力传感器检测的 压力的平均值R; (7-4-1)当R>A2,则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开,气瓶分别向第一气囊 和第二气囊放气; 当R<Ai,则微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀关闭,使q的值增加1; iq<N,转入步骤(7-4-1)中;当q彡N,则转入步骤(7-5); (7-5)微处理器控制第一电磁阀及第二电磁阀打开,气瓶持续向第一气囊和第二气囊 放气直至吸附体浮出水面为止。
8.根据权利要求7所述的水中磁性金属吸附装置的控制方法,其特征是,还包括如下步 骤: (8-1)存储器中设有标准信噪比SNR«雅,电机的转轴转速C1、转速C2,C2>C1;在吸附磁 性金属过程中,设定压力传感器共为m个,则微处理器得到m个检测信号,微处理器选取距离 当前时刻B分钟内的m个检测信号Spect (t); (8-2)数据处理: 微处理器将m个检测信号Spect⑴均输入一层随机共振模型:
Figure CN104290887BC00031
中,其中,V(x,t,a)为势函数,X⑴为布朗运动粒子运动轨迹函数,a,b为设定的常数,ξ (t)是外噪声,D是在[0, 1]范围内以0.01步进的外噪声强度,N(t)为内秉噪声, isin(2;r/i + ^为周期性正弦信号,A是信号幅度,f是信号频率,t为运动时间,爭为相位,设
Figure CN104290887BC00032
微处理器计算V(x,t,a)对于X的一阶导数、二阶导数和三阶导数,并且使等式等于0,得 到二层随机共振模型:
Figure CN104290887BC00033
Figure CN104290887BC00034
设定噪声强度D = 0,sin(2;r/i + <p) = 1,Spe ct⑴=0,N⑴=0 ;计算得到A的临界值为 将A的临界值代入一层随机共振模型中,并设定Xo⑴=0,sn〇=0,用四阶珑格库
Figure CN104290887BC00035
塔算法求解一层随机共振模型,得到 其中待定系数:
Figure CN104290887BC00036
其中,xn(t)为x(t)的η阶导数,snn-i是S(t)的n-1阶导数在t = 0处的值,snn+i是S(t)的n+ 1阶导数在t = 0处的值,n = l,…,N-1;得到XI⑴,X2 (t),···,χη+ι⑴的值; 微处理器对X1⑴,X2⑴,…,χη+1⑴进行积分,得到X⑴,并得到X⑴在一层随机共振 模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的最优检测时刻时间tl, 最优瞬时运动加速度αΐ,并确定tl和αΐ所对应的噪声D1; 微处理器利用公式
Figure CN104290887BC00041
计算双层随机共振系统输出的信噪 比;其中,Δ U = a2/4b;得到m个输出信噪比SNfo,SNR2,…,SNRm; 微处理器利用公式
Figure CN104290887BC00042
Η十算输出信噪比误差QEnizl,〗,..., m; 微处理器计算满足QEiSS%的输出信噪比误差的个数M1; (8-3)做出判断:
Figure CN104290887BC00043
,则微处理器控制电机以转速C1旋转; 否则,微处理器控制电机以转速C2旋转; B分钟后,返回步骤(8-1)。
9.根据权利要求7或8所述的水中磁性金属吸附装置的控制方法,其特征是,q为5至10, 标准压力范围为[500g,5kg]。
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