CN116125956A - 一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，属于永磁风机领域，包括型号匹配模块、环境监测模块、测试判定模块和运行监测模块，所述型号匹配模块用于对永磁同步风机控制器的型号进行匹配，并依据匹配得到的型号从存储模块中获取对应的标准环境数据和标准状态数据，所述运行监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行状态进行监测，所述环境监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行环境进行监测，测试判定模块结合运行状态偏差值和运行环境偏差值用于对永磁同步风机控制器进行测试判定，本发明基于多元因素对不同型号的永磁同步风机控制器进行综合评测。

Description

一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统

技术领域

本发明属于永磁风机领域，涉及永磁同步风机控制器测试技术，具体是一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统。

背景技术

永磁直风机，是一种风机设备，目前主要包括永磁直驱风机和双馈风机两种。永磁风力发电机组是近几年推出的技术产品，主要针对传统型风机的弱点，全面进行了技术升级和改进，具有十分显著的技术优势，其最大的特点是风轮与发电机转子直联。以2.5 MW风力发电机组为例展示永磁风机的结构、原理。2.5 MW直驱型永磁风力发电机组主要由风轮、永磁同步风机、机架及偏航系统、主控系统、变流器、空－空循环冷却系统、液压系统、润滑系统、变压器、中央监控系统、塔架、机舱等组成。

目前永磁同步风机控制器的测试较为简便，通常在运行前采用工具进行测试，或者在运行过程中核实某项参数，这种测试方式存在很大误差性，没有基于永磁同步风机控制器的型号并结合多方因素综合评测，为此，我们提出一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统。

本发明所要解决的技术问题为：

如何基于多元因素对不同型号的永磁同步风机控制器进行综合评测。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明的第一种技术方案：一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，包括用户终端、型号匹配模块、存储模块、环境监测模块、永磁同步风机控制器、测试判定模块、运行监测模块、数据采集模块以及测试平台；

在实际测试前，所述用户终端用于输入永磁同步风机控制器的型号，并将永磁同步风机控制器的型号发送至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的型号发送至型号匹配模块；

所述型号匹配模块与存储模块数据连接，所述存储模块用于存储不同型号永磁同步风机控制器的标准环境数据和标准状态数据；所述型号匹配模块用于对永磁同步风机控制器的型号进行匹配，并依据匹配得到的型号从存储模块中获取对应的标准环境数据和标准状态数据；

在永磁同步风机控制器处于工作状态时，所述数据采集模块用于采集永磁同步风机控制器的运行环境数据和运行状态数据，并将运行环境数据和运行状态数据发送至测试平台，所述测试平台将运行环境数据发送至环境监测模块，所述测试平台将运行状态数据发送至运行监测模块；

所述运行监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行状态进行监测，得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值反馈至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的运行状态偏差值发送至测试判定模块；所述环境监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行环境进行监测，得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值反馈至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的运行环境偏差值发送至测试判定模块；

测试判定模块结合运行状态偏差值和运行环境偏差值用于对永磁同步风机控制器进行测试判定，生成测试残次信号或测试合格信号反馈至测试平台，所述测试平台将测试残次信号或测试合格信号发送至用户终端，用户终端依据测试残次信号或测试合格信号将对应永磁同步风机控制器进行标记。

进一步地，标准环境数据包括标准温度区间、标准分贝区间和标准振幅区间；

标准状态数据包括标准工作响应时长和标准指令响应时长；

运行环境数据为永磁同步风机控制器的实时温度值、实时分贝值和实时振幅值；

运行状态数据为永磁同步风机控制器的开始启动时间、开始工作时间、指令输入时间和指令工作时间。

进一步地，所述运行监测模块的监测过程具体如下：

获取永磁同步风机控制器的开始启动时间和开始工作时间，开始工作时间减去开始启动时间得到永磁同步风机控制器的工作响应时长GXT；

而后获取指令输入时间和指令工作时间，指令工作时间减去指令输入时间得到每个指令的指令响应时长；

统计用户终端输入的指令的次数并记为指令次数，每个指令的指令响应时长相加求和除以指令次数得到指令平均响应时长JZXT；

依据型号得到永磁同步风机控制器对应的标准工作响应时长BGXT和标准指令响应时长BZXT；

通过公式YP=|GXT-BGXT|×a1+|JZXT-BZXT|×a2计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP；式中，a1和a2均为固定数值的权重系数，且a1和a2的取值均大于零。

进一步地，所述环境监测模块的监测过程具体如下：

任意截取一段永磁同步风机控制器的工作时长，并在工作时长内多点采集永磁同步风机控制器的实时温度值、实时分贝值和实时振幅值；

而后计算永磁同步风机控制器在工作时长内的温度均值、分贝均值和振幅均值；

依据型号获取永磁同步风机控制器的标准温度区间、标准分贝区间和标准振幅区间，分别计算温度均值与标准温度区间的温度差值WC、分贝均值与标准分贝区间的分贝差值FC、振幅均值与标准振幅区间的振幅差值ZC；

通过公式HP=WC×b1+FC×b2+ZC×b3计算得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP；式中，b1、b2和b3均为固定数值的权重系数，且b1、b2和b3的取值均大于零。

进一步地，温度差值的计算方法具体如下：

若温度均值大于标准温度区间的上限值，则温度均值减去标准温度区间的上限值得到温度差值，若温度均值小标准温度区间的下限值，则标准温度区间的下限值减去温度均值得到温度差值；

同理，计算得到分贝差值和振幅差值。

进一步地，所述测试判定模块的工作过程具体如下：

获取上述计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP和运行环境偏差值HP；

通过公式PL=（YP×c1+HP×c2）/（c1+c2）计算得到永磁同步风机控制器的偏离值PL；式中，c1和c2均为固定数值的比例系数，且c1和c2的取值均大于零；

依据型号得到永磁同步风机控制器的偏离阈值，若偏离值大于等于偏离阈值，则生成测试残次信号，若偏离值小于偏离阈值，则生成测试合格信号。

本发明的第一种技术方案：一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统的工作方法，方法具体如下：

步骤S100，用户终端输入永磁同步风机控制器的型号发送至测试平台，通过型号匹配模块对永磁同步风机控制器的型号进行匹配对应的标准环境数据和标准状态数据；

步骤S200，数据采集模块采集永磁同步风机控制器的运行环境数据和运行状态数据，运行环境数据发送至环境监测模块，运行状态数据发送至运行监测模块；

步骤S300，通过运行监测模块对永磁同步风机控制器的运行状态进行监测，永磁同步风机控制器的运行状态偏差值发送至测试判定模块；

步骤S400，利用环境监测模块对永磁同步风机控制器的运行环境进行监测，得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值发送至测试判定模块；

步骤S500，测试判定模块结合运行状态偏差值和运行环境偏差值用于对永磁同步风机控制器进行测试判定，生成测试残次信号或测试合格信号发送至用户终端，用户终端依据信号将对应永磁同步风机控制器进行标记。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中的用户终端输入永磁同步风机控制器的型号发送至测试平台，通过型号匹配模块对永磁同步风机控制器的型号进行匹配对应的标准环境数据和标准状态数据，通过运行监测模块对永磁同步风机控制器的运行状态进行监测，永磁同步风机控制器的运行状态偏差值发送至测试判定模块，再利用环境监测模块对永磁同步风机控制器的运行环境进行监测，得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值发送至测试判定模块，最后测试判定模块结合运行状态偏差值和运行环境偏差值用于对永磁同步风机控制器进行测试判定，生成测试残次信号或测试合格信号发送至用户终端，用户终端依据信号将对应永磁同步风机控制器进行标记，本发明改变解决了原有永磁同步风机控制器测试方式简便、误差大等问题，通过永磁同步风机控制器的型号匹配对应的测评数据，从而实现从多方因素对永磁同步风机控制器的综合评测。

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为本发明的整体系统框图。

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做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。

实施例一

请参阅图1所示，现提出一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，包括用户终端、型号匹配模块、存储模块、环境监测模块、永磁同步风机控制器、测试判定模块、运行监测模块、数据采集模块以及测试平台；

在具体实施时，所述测试平台连接有用户终端和永磁同步风机的永磁同步风机控制器，其中，用户终端为工作人员的工作手机、工作电脑等，预先输入相应的注册信息后登录测试平台，注册信息可以包括工作人员的姓名、实名认证的手机号码、工作编号等；

在实际测试前，所述用户终端用于输入永磁同步风机控制器的型号，并将永磁同步风机控制器的型号发送至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的型号发送至型号匹配模块；

所述型号匹配模块与存储模块数据连接，所述存储模块用于存储不同型号永磁同步风机控制器的标准环境数据和标准状态数据；所述型号匹配模块用于对永磁同步风机控制器的型号进行匹配，并依据匹配得到的型号从存储模块中获取对应的标准环境数据和标准状态数据；其中，标准环境数据包括标准温度区间、标准分贝区间和标准振幅区间，标准状态数据包括标准工作响应时长和标准指令响应时长；

在本发明的实施例中，型号匹配模块的具体匹配过程采用中文分词结合字符形体比对等方式将用户终端输入的型号进行匹配，此为现有的公开技术，在此不作具体赘述；

在永磁同步风机控制器处于工作状态时，所述数据采集模块用于采集永磁同步风机控制器的运行环境数据和运行状态数据，并将运行环境数据和运行状态数据发送至测试平台，所述测试平台将运行环境数据发送至环境监测模块，所述测试平台将运行状态数据发送至运行监测模块；

需要具体解释的是，运行环境数据为永磁同步风机控制器的实时温度值、实时分贝值、实时振幅值等；运行状态数据为永磁同步风机控制器的开始启动时间、开始工作时间、指令输入时间、指令工作时间等；在具体实施时，数据采集模块具体为永磁同步风机控制器上集成的传感器组件、计时组件等，在此不作具体限定，只要能够获取相应数据的相关设备即可；

所述运行监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行状态进行监测，监测过程具体如下：

获取永磁同步风机控制器的开始启动时间和开始工作时间，开始工作时间减去开始启动时间得到永磁同步风机控制器的工作响应时长GXT；

而后获取永磁同步风机控制器的指令输入时间和指令工作时间，指令工作时间减去指令输入时间得到每个指令的指令响应时长；

统计用户终端输入的指令的次数并记为指令次数，每个指令的指令响应时长相加求和除以指令次数得到永磁同步风机控制器的指令平均响应时长JZXT；

依据型号得到永磁同步风机控制器对应的标准工作响应时长BGXT和标准指令响应时长BZXT；

通过公式YP=|GXT-BGXT|×a1+|JZXT-BZXT|×a2计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP；式中，a1和a2均为固定数值的权重系数，且a1和a2的取值均大于零，a1和a2的具体取值只要不影响参数与结果值的正反比关系即可；

所述运行监测模块将永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP反馈至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP发送至测试判定模块；

所述环境监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行环境进行监测，监测过程具体如下：

任意截取一段永磁同步风机控制器的工作时长，并在工作时长内多点采集永磁同步风机控制器的实时温度值、实时分贝值和实时振幅值；

而后计算永磁同步风机控制器在工作时长内的温度均值、分贝均值和振幅均值；

依据型号获取永磁同步风机控制器的标准温度区间、标准分贝区间和标准振幅区间，分别计算温度均值与标准温度区间的温度差值WC、分贝均值与标准分贝区间的分贝差值FC、振幅均值与标准振幅区间的振幅差值ZC；

其中，若温度均值大于标准温度区间的上限值，则温度均值减去标准温度区间的上限值得到温度差值，若温度均值小标准温度区间的下限值，则标准温度区间的下限值减去温度均值得到温度差值，分贝差值和振幅差值的由来同理；

通过公式HP=WC×b1+FC×b2+ZC×b3计算得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP；式中，b1、b2和b3均为固定数值的权重系数，且b1、b2和b3的取值均大于零；

所述环境监测模块将永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP反馈至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP发送至测试判定模块；

测试判定模块结合运行状态偏差值和运行环境偏差值用于对永磁同步风机控制器进行测试判定，工作过程具体如下：

获取上述计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP和运行环境偏差值HP；

通过公式PL=（YP×c1+HP×c2）/（c1+c2）计算得到永磁同步风机控制器的偏离值PL；式中，c1和c2均为固定数值的比例系数，且c1和c2的取值均大于零；

依据型号得到永磁同步风机控制器的偏离阈值，若偏离值大于等于偏离阈值，则生成测试残次信号，若偏离值小于偏离阈值，则生成测试合格信号；

所述测试判定模块将测试残次信号或测试合格信号反馈至测试平台，所述测试平台将测试残次信号或测试合格信号发送至用户终端，用户终端依据测试残次信号或测试合格信号将对应永磁同步风机控制器进行标记。

实施例二

基于同一发明的又一构思，现提出一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统的工作方法，工作方法具体如下：

步骤S100，用户终端输入永磁同步风机控制器的型号，并将永磁同步风机控制器的型号发送至测试平台，测试平台将永磁同步风机控制器的型号发送至型号匹配模块，型号匹配模块与存储模块数据连接，存储模块存储不同型号永磁同步风机控制器的标准环境数据和标准状态数据，通过型号匹配模块对永磁同步风机控制器的型号进行匹配，并依据匹配得到的型号从存储模块中获取对应的标准环境数据和标准状态数据；

步骤S200，通过数据采集模块采集永磁同步风机控制器的运行环境数据和运行状态数据，并将运行环境数据和运行状态数据发送至测试平台，测试平台将运行环境数据发送至环境监测模块，测试平台将运行状态数据发送至运行监测模块；

步骤S300，通过运行监测模块对永磁同步风机控制器的运行状态进行监测，获取永磁同步风机控制器的开始启动时间和开始工作时间，开始工作时间减去开始启动时间得到永磁同步风机控制器的工作响应时长GXT，而后获取指令输入时间和指令工作时间，指令工作时间减去指令输入时间得到每个指令的指令响应时长，统计用户终端输入的指令的次数并记为指令次数，每个指令的指令响应时长相加求和除以指令次数得到指令平均响应时长JZXT，依据型号得到永磁同步风机控制器对应的标准工作响应时长BGXT和标准指令响应时长BZXT，通过公式YP=|GXT-BGXT|×a1+|JZXT-BZXT|×a2计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP，运行监测模块将永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP反馈至测试平台，测试平台将永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP发送至测试判定模块；

步骤S400，通过环境监测模块对永磁同步风机控制器的运行环境进行监测，任意截取一段永磁同步风机控制器的工作时长，并在工作时长内多点采集永磁同步风机控制器的实时温度值、实时分贝值和实时振幅值，而后计算永磁同步风机控制器在工作时长内的温度均值、分贝均值和振幅均值，依据型号获取永磁同步风机控制器的标准温度区间、标准分贝区间和标准振幅区间，分别计算温度均值与标准温度区间的温度差值WC、分贝均值与标准分贝区间的分贝差值FC、振幅均值与标准振幅区间的振幅差值ZC，通过公式HP=WC×b1+FC×b2+ZC×b3计算得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP，环境监测模块将永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP反馈至测试平台，测试平台将永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP发送至测试判定模块；

步骤S500，测试判定模块结合运行状态偏差值和运行环境偏差值用于对永磁同步风机控制器进行测试判定，获取上述计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP和运行环境偏差值HP，通过公式PL=（YP×c1+HP×c2）/（c1+c2）计算得到永磁同步风机控制器的偏离值PL，依据型号得到永磁同步风机控制器的偏离阈值，若偏离值大于等于偏离阈值，则生成测试残次信号，若偏离值小于偏离阈值，则生成测试合格信号，测试判定模块将测试残次信号或测试合格信号反馈至测试平台，测试平台将测试残次信号或测试合格信号发送至用户终端，用户终端依据测试残次信号或测试合格信号将对应永磁同步风机控制器进行标记。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，权重系数和比例系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。

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 (6)

1.一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，其特征在于，包括用户终端、型号匹配模块、存储模块、环境监测模块、永磁同步风机控制器、测试判定模块、运行监测模块、数据采集模块以及测试平台；

在实际测试前，所述用户终端用于输入永磁同步风机控制器的型号，并将永磁同步风机控制器的型号发送至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的型号发送至型号匹配模块；

所述型号匹配模块与存储模块数据连接，所述存储模块用于存储不同型号永磁同步风机控制器的标准环境数据和标准状态数据；所述型号匹配模块用于对永磁同步风机控制器的型号进行匹配，并依据匹配得到的型号从存储模块中获取对应的标准环境数据和标准状态数据；

在永磁同步风机控制器处于工作状态时，所述数据采集模块用于采集永磁同步风机控制器的运行环境数据和运行状态数据，并将运行环境数据和运行状态数据发送至测试平台，所述测试平台将运行环境数据发送至环境监测模块，所述测试平台将运行状态数据发送至运行监测模块；

所述运行监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行状态进行监测，得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值反馈至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的运行状态偏差值发送至测试判定模块；所述环境监测模块用于对永磁同步风机控制器的运行环境进行监测，得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值反馈至测试平台，所述测试平台将永磁同步风机控制器的运行环境偏差值发送至测试判定模块；

测试判定模块结合运行状态偏差值和运行环境偏差值用于对永磁同步风机控制器进行测试判定，生成测试残次信号或测试合格信号反馈至测试平台，所述测试平台将测试残次信号或测试合格信号发送至用户终端，用户终端依据测试残次信号或测试合格信号将对应永磁同步风机控制器进行标记。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，其特征在于，标准环境数据包括标准温度区间、标准分贝区间和标准振幅区间；

标准状态数据包括标准工作响应时长和标准指令响应时长；

运行环境数据为永磁同步风机控制器的实时温度值、实时分贝值和实时振幅值；

运行状态数据为永磁同步风机控制器的开始启动时间、开始工作时间、指令输入时间和指令工作时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，其特征在于，所述运行监测模块的监测过程具体如下：

获取永磁同步风机控制器的开始启动时间和开始工作时间，开始工作时间减去开始启动时间得到永磁同步风机控制器的工作响应时长GXT；

而后获取指令输入时间和指令工作时间，指令工作时间减去指令输入时间得到每个指令的指令响应时长；

统计用户终端输入的指令的次数并记为指令次数，每个指令的指令响应时长相加求和除以指令次数得到指令平均响应时长JZXT；

依据型号得到永磁同步风机控制器对应的标准工作响应时长BGXT和标准指令响应时长BZXT；

通过公式YP=|GXT-BGXT|×a1+|JZXT-BZXT|×a2计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP；式中，a1和a2均为固定数值的权重系数，且a1和a2的取值均大于零。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，其特征在于，所述环境监测模块的监测过程具体如下：

任意截取一段永磁同步风机控制器的工作时长，并在工作时长内多点采集永磁同步风机控制器的实时温度值、实时分贝值和实时振幅值；

而后计算永磁同步风机控制器在工作时长内的温度均值、分贝均值和振幅均值；

依据型号获取永磁同步风机控制器的标准温度区间、标准分贝区间和标准振幅区间，分别计算温度均值与标准温度区间的温度差值WC、分贝均值与标准分贝区间的分贝差值FC、振幅均值与标准振幅区间的振幅差值ZC；

通过公式HP=WC×b1+FC×b2+ZC×b3计算得到永磁同步风机控制器的运行环境偏差值HP；式中，b1、b2和b3均为固定数值的权重系数，且b1、b2和b3的取值均大于零。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，其特征在于，温度差值的计算方法具体如下：

若温度均值大于标准温度区间的上限值，则温度均值减去标准温度区间的上限值得到温度差值，若温度均值小标准温度区间的下限值，则标准温度区间的下限值减去温度均值得到温度差值；

同理，计算得到分贝差值和振幅差值。

6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的永磁同步风机控制器测试系统，其特征在于，所述测试判定模块的工作过程具体如下：

获取计算得到永磁同步风机控制器的运行状态偏差值YP和运行环境偏差值HP；

通过公式PL=（YP×c1+HP×c2）/（c1+c2）计算得到永磁同步风机控制器的偏离值PL；式中，c1和c2均为固定数值的比例系数，且c1和c2的取值均大于零；

依据型号得到永磁同步风机控制器的偏离阈值，若偏离值大于等于偏离阈值，则生成测试残次信号，若偏离值小于偏离阈值，则生成测试合格信号。

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