CN115828071B - 一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统，涉及融合计算技术领域，解决了现有技术中融合计算过程无法将其信息及时性、冗余性以及准确性进行准确分析的技术问题，将融合计算进行分析检测，判断融合计算的实时效率是否合格，以至于提高了融合计算的准确效率；通过融合处理可以从中提取出更加准确和可靠的信息。此外，信息的冗余性可以提高系统的稳定性，从而能够避免因单个传感器失效而对整个系统所造成的影响；将融合计算中信息偏差数值进行分析，判断融合计算过程中的传感器运行是否合格，提高了传感器的检测效率以至于增强传感器的使用效率。

Description

一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统

技术领域

本发明涉及融合计算技术领域，具体为一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统。

背景技术

在振动信号分析中, 滤波算法就是把我们所关注和感兴趣的部分信号从采集得到的信号中提取出来的过程。滤除测试信号中的噪声或虚假成分、抑制干扰信号、其他频率分量数据等，从而提高信噪比、稳定性，平滑分析数据。一种高抗振动特性的倾斜角度融合算法，融合4可传感器数据，采用两级滤波算法处理，前级采用IIR滤波，后级来采用中值滑动平均滤波实现。

但是在现有技术中，融合计算过程无法将其信息及时性、冗余性以及准确性进行准确分析，以至于融合计算的效率降低。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统，将融合计算进行分析检测，判断融合计算的实时效率是否合格，以至于提高了融合计算的准确效率；通过融合处理可以从中提取出更加准确和可靠的信息。此外，信息的冗余性可以提高系统的稳定性，从而能够避免因单个传感器失效而对整个系统所造成的影响；将融合计算中信息偏差数值进行分析，判断融合计算过程中的传感器运行是否合格，提高了传感器的检测效率以至于增强传感器的使用效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统，包括服务器，服务器通讯连接有融合计算分析检测单元、信息冗余性分析单元、信息数值偏差分析单元以及处理及时性分析单元；

服务器生成融合计算分析检测信号并将融合计算分析检测信号发送至融合计算分析检测单元，融合计算分析检测单元接收到融合计算分析检测信号后，将融合计算进行分析检测，通过分析生成融合计算异常信号和融合计算正常信号，并将其发送至服务器；

服务器生成信息冗余性分析信号并将信息冗余性分析信号发送至信息冗余性分析单元，信息冗余性分析单元接收到信息冗余性分析信号后，将融合计算过程中的信息冗余性进行分析，通过分析生成信息冗余性合格信号和信息冗余性不合格信号，并将其发送至服务器；

服务器生成信息数值偏差分析信号并将信息数值偏差分析信号发送至信息数值偏差分析单元，信息数值偏差分析单元接收到信息数值偏差分析信号后，将融合计算中信息偏差数值进行分析，通过分析生成数值偏差异常信号和数值偏差正常信号，并将其发送至服务器；

服务器生成处理及时性分析信号并将处理及时性分析信号发送至处理及时性分析单元，处理及时性分析单元接收到处理及时性分析信号后，将融合计算过程中信息处理及时性进行分析，通过分析生成及时性异常信号和及时性正常信号，并将其发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，融合计算分析检测单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值以及对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率，并将其分别与频率浮动值阈值和浮动频率阈值进行比较：

若融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值超过频率浮动值阈值，或者对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率超过浮动频率阈值，则判定融合计算过程分析检测不合格，生成融合计算异常信号并将融合计算异常信号发送至服务器；若融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值未超过频率浮动值阈值，且对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定融合计算过程分析检测合格，生成融合计算正常信号并将融合计算正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，信息冗余性分析单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率以及对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量，并将其分别与可运行频率阈值和信息种类数量阈值进行比较：

若融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率超过可运行频率阈值，且对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量超过信息种类数量阈值，则判定融合计算过程中的信息冗余性分析合格，生成信息冗余性合格信号并将信息冗余性合格信号发送至服务器；

若融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率未超过可运行频率阈值，或者对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量未超过信息种类数量阈值，则判定融合计算过程中的信息冗余性分析不合格，生成信息冗余性不合格信号并将信息冗余性不合格信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，信息数值偏差分析单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值以及对应传感器采集信息数值的偏差频率，并将其分别与最大偏差数值阈值和偏差频率阈值进行比较：

若融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值超过最大偏差数值阈值，或者对应传感器采集信息数值的偏差频率超过偏差频率阈值，则判定融合计算过程中信息数值偏差分析异常，生成数值偏差异常信号并将数值偏差异常信号发送至服务器；

若融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值未超过最大偏差数值阈值，且对应传感器采集信息数值的偏差频率未超过偏差频率阈值，则判定融合计算过程中信息数值偏差分析正常，生成数值偏差正常信号并将数值偏差正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，处理及时性分析单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长以及对应采集信息进行管控的平均耗时，并将其分别与反应时长阈值和平均耗时阈值进行比较：

若融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长超过反应时长阈值，或者对应采集信息进行管控的平均耗时超过平均耗时阈值，则判定融合计算过程中处理及时性分析不合格，生成及时性异常信号并将及时性异常信号发送至服务器；若融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长未超过反应时长阈值，且对应采集信息进行管控的平均耗时未超过平均耗时阈值，则判定融合计算过程中处理及时性分析合格，生成及时性正常信号并将及时性正常信号发送至服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，将融合计算进行分析检测，判断融合计算的实时效率是否合格，以至于提高了融合计算的准确效率；通过融合处理可以从中提取出更加准确和可靠的信息。此外，信息的冗余性可以提高系统的稳定性，从而能够避免因单个传感器失效而对整个系统所造成的影响；将融合计算中信息偏差数值进行分析，判断融合计算过程中的传感器运行是否合格，提高了传感器的检测效率以至于增强传感器的使用效率；将融合计算过程中信息处理及时性进行分析，整个处理过程可以采用并行处理机制，从而使系统具有更快的处理速度，提供更加及时的处理结果，提高了融合计算的工作效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

可以理解的是，在现有技术中通过数字滤波器使信号在时域上将离散数据信号通过代入差分方程进行滤波，使其结果能实现波形过滤，将给出的数字滤波器的技术指标转换为模拟低通率变频器的技术指标，根据转换后的技术指标设计模拟低通滤波器，在信息融合处理过程中，对原始数据进行不同处理方法，将原始数据进行融合计算，在算法实现实时融合，其数据处理的精度高，算法灵活，数据稳定性，可靠性高；

中值滤波的过程是对某一参数连续采样N次(N一般为奇数)，然后把N次采样的值按从小到大排列，再取中间值作为本次采样值，整个过程实际上是一个序列排序的过程。比较适用于去掉由偶然因素引起的波动和采样器不稳定而引起的脉动干扰。若被测量值变化比较慢，采用中值滤波法效果会比较好，但如果数据变化比较快，则不宜采用此方法；

滑动平均滤波的过程是把连续取得的N个采样值看成一个队列，队列的长度固定为N，每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉原来队首的一次数据(先进先出原则)，把队列中的N个数据进行算术平均运算，获得新的滤波结果。 其优点是对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适用于高频振荡的系统。其缺点灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差，不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差，不适用于脉冲干扰比较严重的场合；

请参阅图1所示，一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统，包括服务器，服务器通讯连接有融合计算分析检测单元、信息冗余性分析单元、信息数值偏差分析单元以及处理及时性分析单元，其中，服务器与融合计算分析检测单元、信息冗余性分析单元、信息数值偏差分析单元以及处理及时性分析单元均为双向通讯连接；

服务器生成融合计算分析检测信号并将融合计算分析检测信号发送至融合计算分析检测单元，融合计算分析检测单元接收到融合计算分析检测信号后，将融合计算进行分析检测，判断融合计算的实时效率是否合格，以至于提高了融合计算的准确效率；

采集到融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值以及对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率，并将融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值以及对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率分别与频率浮动值阈值和浮动频率阈值进行比较：

若融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值超过频率浮动值阈值，或者对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率超过浮动频率阈值，则判定融合计算过程分析检测不合格，生成融合计算异常信号并将融合计算异常信号发送至服务器；

若融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值未超过频率浮动值阈值，且对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定融合计算过程分析检测合格，生成融合计算正常信号并将融合计算正常信号发送至服务器；

服务器生成信息冗余性分析信号并将信息冗余性分析信号发送至信息冗余性分析单元，信息冗余性分析单元接收到信息冗余性分析信号后，将融合计算过程中的信息冗余性进行分析，通过信息冗余性分析判断融合计算过程中传感器的数据采集效率，对于环境的某个特征，可以通过多个传感器(或者单个传感器的多个不同时刻)得到它的多份信息，这些信息是冗余的，并且具有不同的可靠性，通过融合处理可以从中提取出更加准确和可靠的信息。此外，信息的冗余性可以提高系统的稳定性，从而能够避免因单个传感器失效而对整个系统所造成的影响；

采集到融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率以及对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量，并将融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率以及对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量分别与可运行频率阈值和信息种类数量阈值进行比较：

若融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率超过可运行频率阈值，且对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量超过信息种类数量阈值，则判定融合计算过程中的信息冗余性分析合格，生成信息冗余性合格信号并将信息冗余性合格信号发送至服务器；

若融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率未超过可运行频率阈值，或者对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量未超过信息种类数量阈值，则判定融合计算过程中的信息冗余性分析不合格，生成信息冗余性不合格信号并将信息冗余性不合格信号发送至服务器；

服务器生成信息数值偏差分析信号并将信息数值偏差分析信号发送至信息数值偏差分析单元，信息数值偏差分析单元接收到信息数值偏差分析信号后，将融合计算中信息偏差数值进行分析，判断融合计算过程中的传感器运行是否合格，提高了传感器的检测效率以至于增强传感器的使用效率；

采集到融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值以及对应传感器采集信息数值的偏差频率，并将融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值以及对应传感器采集信息数值的偏差频率分别与最大偏差数值阈值和偏差频率阈值进行比较：

若融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值超过最大偏差数值阈值，或者对应传感器采集信息数值的偏差频率超过偏差频率阈值，则判定融合计算过程中信息数值偏差分析异常，生成数值偏差异常信号并将数值偏差异常信号发送至服务器；

若融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值未超过最大偏差数值阈值，且对应传感器采集信息数值的偏差频率未超过偏差频率阈值，则判定融合计算过程中信息数值偏差分析正常，生成数值偏差正常信号并将数值偏差正常信号发送至服务器；

服务器生成处理及时性分析信号并将处理及时性分析信号发送至处理及时性分析单元，处理及时性分析单元接收到处理及时性分析信号后，将融合计算过程中信息处理及时性进行分析，整个处理过程可以采用并行处理机制，从而使系统具有更快的处理速度，提供更加及时的处理结果，提高了融合计算的工作效率；

采集到融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长以及对应采集信息进行管控的平均耗时，并将融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长以及对应采集信息进行管控的平均耗时分别与反应时长阈值和平均耗时阈值进行比较：

若融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长超过反应时长阈值，或者对应采集信息进行管控的平均耗时超过平均耗时阈值，则判定融合计算过程中处理及时性分析不合格，生成及时性异常信号并将及时性异常信号发送至服务器；

若融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长未超过反应时长阈值，且对应采集信息进行管控的平均耗时未超过平均耗时阈值，则判定融合计算过程中处理及时性分析合格，生成及时性正常信号并将及时性正常信号发送至服务器。

本发明在使用时，通过融合计算分析检测单元将融合计算进行分析检测，通过分析生成融合计算异常信号和融合计算正常信号，并将其发送至服务器；通过信息冗余性分析单元将融合计算过程中的信息冗余性进行分析，通过分析生成信息冗余性合格信号和信息冗余性不合格信号，并将其发送至服务器；通过信息数值偏差分析单元将融合计算中信息偏差数值进行分析，通过分析生成数值偏差异常信号和数值偏差正常信号，并将其发送至服务器；通过处理及时性分析单元将融合计算过程中信息处理及时性进行分析，通过分析生成及时性异常信号和及时性正常信号，并将其发送至服务器。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种高抗振动特性的倾斜角度融合分析系统，其特征在于，包括服务器，服务器通讯连接有融合计算分析检测单元、信息冗余性分析单元、信息数值偏差分析单元以及处理及时性分析单元；

服务器生成融合计算分析检测信号并将融合计算分析检测信号发送至融合计算分析检测单元，融合计算分析检测单元接收到融合计算分析检测信号后，将融合计算进行分析检测，通过分析生成融合计算异常信号和融合计算正常信号，并将其发送至服务器；

服务器生成信息冗余性分析信号并将信息冗余性分析信号发送至信息冗余性分析单元，信息冗余性分析单元接收到信息冗余性分析信号后，将融合计算过程中的信息冗余性进行分析，通过分析生成信息冗余性合格信号和信息冗余性不合格信号，并将其发送至服务器；

服务器生成信息数值偏差分析信号并将信息数值偏差分析信号发送至信息数值偏差分析单元，信息数值偏差分析单元接收到信息数值偏差分析信号后，将融合计算中信息偏差数值进行分析，通过分析生成数值偏差异常信号和数值偏差正常信号，并将其发送至服务器；

服务器生成处理及时性分析信号并将处理及时性分析信号发送至处理及时性分析单元，处理及时性分析单元接收到处理及时性分析信号后，将融合计算过程中信息处理及时性进行分析，通过分析生成及时性异常信号和及时性正常信号，并将其发送至服务器；

融合计算分析检测单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值以及对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率，并将其分别与频率浮动值阈值和浮动频率阈值进行比较：

若融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值超过频率浮动值阈值，或者对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率超过浮动频率阈值，则判定融合计算过程分析检测不合格，生成融合计算异常信号并将融合计算异常信号发送至服务器；若融合计算过程中设计滤波器对应截止频率浮动值未超过频率浮动值阈值，且对应设计滤波器的阻带截止频率浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定融合计算过程分析检测合格，生成融合计算正常信号并将融合计算正常信号发送至服务器；

信息冗余性分析单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率以及对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量，并将其分别与可运行频率阈值和信息种类数量阈值进行比较：

若融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率超过可运行频率阈值，且对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量超过信息种类数量阈值，则判定融合计算过程中的信息冗余性分析合格，生成信息冗余性合格信号并将信息冗余性合格信号发送至服务器；

若融合计算过程中各个传感器在不同时刻可运行的频率未超过可运行频率阈值，或者对应各个传感器在同一时刻的采集信息种类数量未超过信息种类数量阈值，则判定融合计算过程中的信息冗余性分析不合格，生成信息冗余性不合格信号并将信息冗余性不合格信号发送至服务器；

信息数值偏差分析单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值以及对应传感器采集信息数值的偏差频率，并将其分别与最大偏差数值阈值和偏差频率阈值进行比较：

若融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值超过最大偏差数值阈值，或者对应传感器采集信息数值的偏差频率超过偏差频率阈值，则判定融合计算过程中信息数值偏差分析异常，生成数值偏差异常信号并将数值偏差异常信号发送至服务器；

若融合计算过程中传感器的采集信息数值最大偏差数值未超过最大偏差数值阈值，且对应传感器采集信息数值的偏差频率未超过偏差频率阈值，则判定融合计算过程中信息数值偏差分析正常，生成数值偏差正常信号并将数值偏差正常信号发送至服务器；

处理及时性分析单元的运行过程如下：

采集到融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长以及对应采集信息进行管控的平均耗时，并将其分别与反应时长阈值和平均耗时阈值进行比较：

若融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长超过反应时长阈值，或者对应采集信息进行管控的平均耗时超过平均耗时阈值，则判定融合计算过程中处理及时性分析不合格，生成及时性异常信号并将及时性异常信号发送至服务器；若融合计算过程中采集信息进行管控的反应时长未超过反应时长阈值，且对应采集信息进行管控的平均耗时未超过平均耗时阈值，则判定融合计算过程中处理及时性分析合格，生成及时性正常信号并将及时性正常信号发送至服务器。

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