CN117784839B - 一种滑环加热控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种滑环加热控制方法及系统，涉及温度控制技术领域，方法包括：采集目标滑环的规格信息以及环境信息；获取加热控制参数范围；进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库；基于一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库；在二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数对目标滑环进行加热控制。能够解决现有的滑环加热控制方法存在加热控制参数设置准确性较低导致滑环热套成功率和滑环绝缘质量较低的技术问题，可以提高滑环加热控制参数设置的准确性，从而提高滑环热套的成功率和滑环绝缘质量。

Description

一种滑环加热控制方法及系统

技术领域

本公开涉及温度控制技术领域，并且更具体地，涉及一种滑环加热控制方法及系统。

背景技术

滑环具有为旋转体提供连通、输送能源与信号的功能，是主辅发动机中的重要部件，目前滑环在安装过程中，主要是采用热套的工艺与转轴进行组装。

传统的滑环在进行热套组装时，为了满足滑环过盈量，需要将滑环与转轴温差控制在一定范围内，这就导致滑环需要较高的加热温度，同时由于温度较高会加速滑环中绝缘材料的老化，因此如何对滑环进行精准加热控制，对于提高滑环热套成功率和滑环绝缘质量来说非常关键。

现有的滑环加热控制方法存在的不足之处在于：由于加热控制参数设置准确性较低导致滑环热套成功率和滑环绝缘质量较低。

发明内容

因此，为了解决上述技术问题，本公开的实施例采用的技术方案如下：

一种滑环加热控制方法，所述方法应用于一滑环加热控制装置，所述装置包括加热单元阵列、以及信息采集单元、分布加热优化单元，包括以下步骤：通过信息采集单元，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息以及环境信息，其中，所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，分区规格信息包括与滑环中心的距离；通过分布加热优化单元，获取通过所述加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，其中，所述加热单元阵列内包括多个加热单元，分别布设于所述多个滑环分区上；构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库，其中，一阶加热函数基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度进行构建；构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库，其中，二阶加热函数基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建；在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数，通过所述加热单元阵列对目标滑环进行加热控制。

一种滑环加热控制系统，所述系统包括一滑环加热控制装置，所述装置包括加热单元阵列、以及信息采集单元、分布加热优化单元，包括：滑环信息采集模块，所述滑环信息采集模块用于通过信息采集单元，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息以及环境信息，其中，所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，分区规格信息包括与滑环中心的距离；加热控制参数范围获取模块，所述加热控制参数范围获取模块用于通过分布加热优化单元，获取通过所述加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，其中，所述加热单元阵列内包括多个加热单元，分别布设于所述多个滑环分区上；一阶加热优化模块，所述一阶加热优化模块用于构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库，其中，一阶加热函数基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度进行构建；二阶加热优化模块，所述二阶加热优化模块用于构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库，其中，二阶加热函数基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建；最优加热控制参数获得模块，所述最优加热控制参数获得模块用于在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数，通过所述加热单元阵列对目标滑环进行加热控制。

由于采用了上述技术方法，本公开相对于现有技术来说，取得的技术进步有如下几点：

可以解决现有的滑环加热控制方法存在加热控制参数设置准确性较低导致滑环热套成功率和滑环绝缘质量较低的技术问题，首先，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息和环境信息，其中所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，所述分区规格信息包括与滑环中心的距离，所述环境信息包括当前环境的温度信息和湿度信息；然后获取加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，其中，所述加热单元阵列内包括多个加热单元，分别布设于所述多个滑环分区上，且每个加热单元对应一个滑环分区；基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度构建一阶加热函数，所述一阶加热函数用于对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化，并根据所述一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库；基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建二阶加热函数，所述二阶加热函数用于对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化，根据所述二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库；最后在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数，并通过所述加热单元阵列根据所述最优加热控制参数对目标滑环进行加热控制。通过上述方法可以解决现有的滑环加热控制方法存在加热控制参数设置准确性较低导致滑环热套成功率和滑环绝缘质量较低的技术问题，可以提高滑环加热控制参数设置的准确性，从而提高滑环热套的成功率和滑环绝缘质量。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1为本申请提供了一种滑环加热控制方法的流程示意图；

图2为本申请提供了一种滑环加热控制方法中进行滑环装配成功率校验的流程示意图；

图3为本申请提供了一种滑环加热控制系统的结构示意图。

附图标记说明：滑环信息采集模块01、加热控制参数范围获取模块02、一阶加热优化模块03、二阶加热优化模块04、最优加热控制参数获得模块05。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本公开中的实施例，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他实施例，都属于本公开保护的范围。

基于上述描述，如图1所示，本公开提供了一种滑环加热控制方法，所述方法应用于一滑环加热控制装置，所述装置包括加热单元阵列、以及信息采集单元、分布加热优化单元，包括：

本申请提供的方法用于对滑环加热装置的加热控制参数进行寻优，来提高滑环加热控制参数设置的准确性，从而达到提高滑环热套的成功率和滑环绝缘质量的目的，所述方法具体实施于一滑环加热控制装置，其中滑环加热控制装置是一种对滑环进行加热的设备，例如：电磁加热设备、烘箱等，且所述滑环加热控制装置包括加热单元阵列、信息采集单元、分布加热优化单元，其中所述加热单元阵列包括多个加热单元；所述信息采集单元用于对滑环进行信息采集，其中包括多种信息采集传感器，例如：温度传感器等；所述分布加热优化单元用于对所述加热单元阵列的加热控制参数进行优化，其中包括多阶加热优化函数。

通过信息采集单元，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息以及环境信息，其中，所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，分区规格信息包括与滑环中心的距离；

在本申请实施例中，首先，通过信息采集单元，对待进行加热安装的目标滑环的规格信息和环境信息进行采集，其中所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，且所述分区规格信息中包括滑环内壁与滑环中心的距离，其中滑环中心是指滑环对应的标准中心位置，即滑环的标准圆心；所述环境信息包括所述目标滑环当前所处区域的温度信息和湿度信息，可通过温度传感器和湿度传感器采集获得。

在一个实施例中，所述方法还包括：

对所述目标滑环进行划分，获得多个滑环分区；

采集所述多个滑环分区与滑环中心的距离，获得多个分区规格信息，作为所述规格信息；

采集当前的环境温度信息和环境湿度信息，作为所述环境信息。

在本申请实施例中，首先，根据预设分区规则对所述目标滑环进行划分，所述预设分区规则本领域技术人员可根据实际需求和滑环加热装置的实际情况进行设置，例如：可按照30度角进行划分，即以滑环中心为圆心，将30度角对应的滑环弧面为一个分区，类似于切蛋糕的划分方式，获得多个滑环分区。

然后依次采集所述多个滑环分区到滑环中心的距离，得到多个中心距离，并将所述多个中心距离作为多个分区规格信息，根据所述多个分区规格信息组成所述规格信息。通过温度传感器和湿度传感器分别对当前的环境温度信息和环境湿度信息进行采集，并将获得的环境温度信息和环境湿度信息作为环境信息。通过获得目标滑环的规格信息和环境信息，为进行滑环装配的模拟校验提供了数据支持，可以提高滑环模拟校验的准确性。

通过分布加热优化单元，获取通过所述加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，其中，所述加热单元阵列内包括多个加热单元，分别布设于所述多个滑环分区上；

在本申请实施例中，首先，通过分布加热优化单元，获取所述加热单元阵列的多个加热单元的多个加热控制参数范围，其中所述加热单元阵列为多个加热单元环形布置构建而成，每个加热单元具有一个加热控制参数范围，所述多个加热单元用于对多个滑环分区进行加热，且多个加热单元分别布设于多个滑环分区上，每个加热单元对应一个滑环分区。

在一个实施例中，所述方法还包括：

获取所述加热单元阵列内多个加热单元的加热温度范围；

获取所述多个加热单元的加热时间范围；

组合所述加热温度范围和加热时间范围，获得二维加热控制参数空间，作为所述加热控制参数范围。

在本申请实施例中，首先，获取所述加热单元阵列内多个加热单元的加热温度范围，得到多个加热温度范围；获取所述多个加热单元的加热时间范围，得到多个加热时间范围，其中所述加热温度范围和所述加热时间范围本领域技术人员可根据多个加热单元的实际运行参数进行设置。然后将相同加热单元的所述加热温度范围和所述加热时间范围进行组合，构建二维加热控制参数空间，其中所述二维加热控制参数空间中包含多个加热单元的加热控制参数，并将所述二维加热控制参数空间作为加热控制参数范围。通过获得加热控制参数范围，为下一步进行加热控制参数的一阶加热寻优提供了寻优空间。

构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库，其中，一阶加热函数基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度进行构建；

在本申请实施例中，首先，基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度构建一阶加热函数，其中滑环分区过盈量是指滑环分区经过滑环加热装置加热后的滑环内孔的相对膨胀量；所述预设过盈量是指理论上可以完全满足滑环热套需求的相对膨胀量，本领域技术人员可根据滑环的材料类型、结构等进行设置，通常情况下可设置预设过盈量为滑环相对膨胀量0.2毫米。

然后根据所述一阶加热函数，以所述加热控制参数范围作为寻优空间，利用寻优算法对所述加热单元阵列的加热控制参数进行一阶加热寻优，获得一阶加热控制参数库，其中所述一阶加热控制参数库中包括多个较优的一阶加热控制参数。

在一个实施例中，所述方法还包括：

基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度，构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，如下式：

；

其中，为一阶适应度，N为多个滑环分区的数量，/>为第i个滑环分区加热后进行装配的过盈量，/>为进行滑环加热装配的预设过盈量；

在本申请实施例中，基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度，构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，其中，所述一阶加热函数表达式为：

；

在所述一阶加热函数表达式中，为一阶适应度，其中/>越大，表征多个滑环分区过盈量与预设过盈量的偏差越小，匹配度越高；N为多个滑环分区的数量；/>为第i个滑环分区加热后进行装配的过盈量，其中第i个滑环分区为N个滑环分区中的任意一个；/>为进行滑环加热装配的预设过盈量。

通过构建一阶加热函数，可以提高一阶适应度计算的效率和准确性，从而可以清晰直观地表示出通过加热控制参数进行加热后，多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度，为进行加热控制参数寻优提供了依据。

在所述加热控制参数范围内，随机生成多个一阶加热控制参数，并进行模拟仿真加热，测试多个滑环单元的过盈量，结合所述一阶加热函数，计算获得多个一阶适应度，其中，每个一阶加热控制参数内包括多个加热单元的多个加热控制参数；

根据多个一阶适应度，将多个一阶加热控制参数划分为多个首一阶加热控制参数和多个尾一阶加热控制参数，并以多个首一阶加热控制参数为中心，聚类获得多个一阶加热控制参数族；

在多个一阶加热控制参数族内，进行一阶加热控制参数的搜索优化，直到达到优化收敛条件，获得多个收敛一阶加热控制参数族；

在本申请实施例中，首先，在所述加热控制参数范围内，对于每个加热单元，在加热单元对应的加热温度范围和加热时间范围内，随机选择一加热温度和一加热湿度进行组合，生成多个一阶加热控制参数，其中，每个一阶加热控制参数内包括多个加热单元的多个加热控制参数。

根据所述多个一阶加热控制参数，对所述目标滑环进行模拟仿真加热，并对模拟仿真加热结果检测，获得多个滑环单元的过盈量。其中模拟仿真加热方法本领域技术人员可根据实际情况选择适配的方法，例如：可基于数字孪生技术，根据滑环加热控制参数对滑环加热装置进行仿真建模，构建加热装置孪生模型，并基于目标滑环的材料、尺寸规格、结构等信息对所述目标滑环进行仿真建模，生成目标滑环仿真模型，并将目标滑环仿真模型嵌入所述加热装置孪生模型中，生成滑环加热孪生模型，然后基于所述滑环加热孪生模型，根据所述多个一阶加热控制参数对目标滑环进行模拟仿真加热。然后根据所述一阶加热函数对所述多个滑环单元的过盈量进行一阶适应度计算，获得多个一阶适应度。

按照适应度值从大到小对所述多个一阶适应度进行排列，生成一阶适应度序列，然后将一阶适应度序列中前M个一阶适应度对应的一阶加热控制参数作为首一阶加热控制参数，获得M个首一阶加热控制参数；将一阶适应度序列中后J个一阶适应度对应的一阶加热控制参数作为尾一阶加热控制参数，获得J个尾一阶加热控制参数，其中M和J之和为一阶适应度序列中一阶适应度的数量，且J远大于M，M和J的取值本领域技术人员可根据实际数据量进行设置。然后将多个首一阶加热控制参数作为聚类中心，对所述多个尾一阶加热控制参数进行聚类，获得多个一阶加热控制参数族。其中一阶加热控制参数族的生成方法为：首先，计算获得M个首一阶加热控制参数的一阶适应度之和，记作总一阶适应度；然后计算首一阶加热控制参数的一阶适应度与总一阶适应度的比值，并将所述比值乘以J取整的结果作为以该首一阶加热控制参数为中心的一阶加热控制参数族中参数的数量；然后根据一阶加热控制参数族中参数的数量对J个尾一阶加热控制参数进行聚类，其中聚类为将尾一阶加热控制参数聚类到和加热控制参数偏差最小首一阶加热控制参数的一阶加热控制参数族中；当一阶加热控制参数族中参数数量满足预设数量时，则将尾一阶加热控制参数聚类到和加热控制参数偏差最小的其他首一阶加热控制参数的一阶加热控制参数族中，得到多个一阶加热控制参数族。

然后在多个一阶加热控制参数族内，对一阶加热控制参数进行寻优，直到当前寻优结果满足预设优化收敛条件时，则获得多个收敛一阶加热控制参数族。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在所述多个一阶加热控制参数族内，分别以多个首一阶加热控制参数为搜索方向，对每个尾一阶加热控制参数进行更新优化，获得多个更新尾一阶加热控制参数；

根据多个更新尾一阶加热控制参数进行模拟仿真加热，计算获得多个更新一阶适应度，与所述多个首一阶加热控制参数的一阶适应度进行比较，对多个一阶加热控制参数族的中心进行替代更新，获得多个更新一阶加热控制参数族；

继续在多个更新一阶加热控制参数族内进行搜索优化，直到达到优化收敛条件，获得多个收敛一阶加热控制参数族。

在本申请实施例中，首先，在所述多个一阶加热控制参数族内，分别以多个首一阶加热控制参数为搜索方向，根据预设更新步长对每个首一阶加热控制参数对应的一阶加热控制参数族中的多个尾一阶加热控制参数进行更新优化，其中预设更新步长包括预设加热温度步长和预设加热时间步长，本领域技术人员可根据实际寻优需求进行预设更新步长设置，其中寻优需求精度越高，则预设更新步长越短，例如：设置预设更新步长为预设加热温度0.05摄氏度，预设加热时间0.1分钟；根据更新优化结果得到多个更新尾一阶加热控制参数。

然后基于所述滑环加热孪生模型，根据多个更新尾一阶加热控制参数进行模拟仿真加热，并根据模拟仿真加热结果计算获得多个更新一阶适应度，然后将所述多个更新一阶适应度与所述多个首一阶加热控制参数的一阶适应度进行比较，当多个更新一阶适应度的适应度值大于一阶加热控制参数族中首一阶加热控制参数的一阶适应度时，则将更新一阶适应度对应的更新尾一阶加热控制参数对一阶加热控制参数族的中心进行替代更新，获得多个更新一阶加热控制参数族。

继续在多个更新一阶加热控制参数族内进行迭代搜索优化，获取预设优化收敛条件，其中所述预设优化收敛条件本领域技术人员可根据实际情况自行设置，例如：设置预设优化收敛条件为迭代寻优100次，直到达到预设优化收敛条件，输出当前一阶加热控制参数族作为收敛一阶加热控制参数族，获得多个收敛一阶加热控制参数族。

计算多个收敛一阶加热控制参数族内多个一阶加热控制参数的一阶适应度总和，将一阶适应度总和最大的收敛一阶加热控制参数族输出，作为所述一阶加热控制参数库。

在本申请实施例中，根据所述一阶加热函数，计算多个收敛一阶加热控制参数族内多个一阶加热控制参数的一阶适应度总和，并将一阶适应度总和最大的收敛一阶加热控制参数族作为一阶加热控制参数库进行输出，获得一阶加热控制参数库。

通过利用寻优算法对多个一阶加热控制参数进行寻优，由于该算法的寻优全局性较强，因此可以提高一阶加热控制参数库获得的准确性和实用性，从而为可以为下一步寻优提供准确的寻优空间。

构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库，其中，二阶加热函数基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建；

在本申请实施例中，首先，基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建二阶加热函数，其中滑环绝缘质量和加热温度相关，其中加热温度越高、加热时间越长，会加速滑环中绝缘材料老化的情况，降低滑环绝缘质量；所述加热后滑环装配合规度和加热后多个滑环分区膨胀量偏差均值相关，其中偏差均值越小，则表征加热后每个滑环分区的膨胀量均衡度越高，则滑环装配合规度越高，即滑环热套成功率越高；所述二阶加热函数用于对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化。

然后以所述一阶加热控制参数库为寻优空间，根据所述二阶加热函数进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库。

在一个实施例中，所述方法还包括：

构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，如下式：

；

；

其中，为二阶适应度，/>为第一权重，/>为第二权重，/>为按照加热控制参数进行加热后目标滑环的绝缘电阻，/>为目标滑环未加热时的绝缘电阻，/>为第i个滑环单元按照加热控制参数加热后与滑环中心的距离，/>为第i个滑环分区的分区规格信息；

在所述一阶加热控制参数库，随机选择一阶加热控制参数进行仿真加热模拟，获取加热后的绝缘电阻和多个滑环分区的分区规格信息，结合所述二阶加热函数，计算获取二阶适应度；

通过在一阶加热控制参数库内进行遍历优化，获得二阶适应度最大的多个二阶加热控制参数，构建所述二阶加热控制参数库。

在本申请实施例中，首先，构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，其中所述二阶加热函数的表达式为：；

；

在所述二阶加热函数中，为二阶适应度，其中/>值越大，表征滑环绝缘质量和装配合规度的综合评价值越高，则滑环加热质量越高；/>为第一权重，/>为第二权重，其中/>和/>本领域技术人员可根据滑环绝缘质量和装配合规度对滑环加热质量的影响程度进行设置，其中影响程度越大，则对应的权重越大，可通过现有的变异系数法进行权重设置，其中变异系数法为本领域技术人员常用的赋权方法，在此不进行展开说明；/>为按照加热控制参数进行加热后目标滑环的绝缘电阻，可通过进行滑环加热实验或根据历史滑环加热记录构建神经网络模型预测获得；/>为目标滑环未加热时的绝缘电阻；/>为第i个滑环单元按照加热控制参数加热后与滑环中心的距离，其中第i个滑环单元N个滑环单元中的任意一个；/>为第i个滑环分区的分区规格信息；/>为第i个滑环分区的规格加热膨胀量与平均膨胀量的偏差，其中/>越小，表征加热后滑环装配合规度越高。通过构建二阶加热函数，可以直观地获得滑环经过加热控制参数加热后的综合加热质量，为进行加热控制参数的二阶寻优提供了依据。

在所述一阶加热控制参数库，不放回地随机选择一阶加热控制参数，基于所述滑环加热孪生模型进行仿真加热模拟，获取加热后的绝缘电阻和多个滑环分区的分区规格信息；然后根据所述二阶加热函数，对加热后的绝缘电阻和多个滑环分区的分区规格信息进行计算，获得第一二阶适应度；然后再次在所述一阶加热控制参数库，不放回地随机选择一阶加热控制参数，计算获得第二二阶适应度；然后将所述第二二阶适应度与所述第一二阶适应度进行比对；当所述第二二阶适应度大于等于所述第一二阶适应度，则将所述第一二阶适应度对应的一阶加热控制参数剔除，当所述第二二阶适应度小于所述第一二阶适应度，则将所述第二二阶适应度对应的一阶加热控制参数剔除，继续进行迭代比对，直到前比对次数等于预设比对次数，所述预设比对次数可根据实际参数量进行设置，例如：设置预设比对次数为20次，输出当前二阶适应度最大的多个二阶加热控制参数并组成二阶加热控制参数库。通过生成二阶加热控制参数库，可以获得一大批综合加热质量较高的加热控制参数，为下一步获得最优加热控制参数提供了支持。

在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数，通过所述加热单元阵列对目标滑环进行加热控制。

在本申请实施例中，结合所述规格信息以及环境信息，依次对所述二阶加热控制参数库内的多个二阶加热控制参数进行滑环装配成功率校验，并将满足预设校验要求的二阶加热控制参数作为最优加热控制参数。最后通过所述加热单元根据所述最优加热控制参数对目标滑环进行加热控制。通过上述方法可以解决现有的滑环加热控制方法存在加热控制参数设置准确性较低导致滑环热套成功率和滑环绝缘质量较低的技术问题，可以提高滑环加热控制参数设置的准确性，从而提高滑环热套的成功率和滑环绝缘质量。

如图2所示，在一个实施例中，所述方法还包括：

基于所述目标滑环同型号滑环的加热历史数据，获取样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合；

采用所述样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合，训练更新获得滑环加热装配校验通道；

在所述二阶加热控制参数库内，随机选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，通过滑环加热装配校验通道进行校验预测，获得预测装配成功率；

判断所述预测装配成功率是否满足校验要求，若是，则获得最优加热控制参数，若否，则重新随机选择二阶加热控制参数进行校验。

在本申请实施例中，首先，调取所述目标滑环同型号滑环的历史加工日志，并根据所述历史加工日志得到加热历史数据，然后对所述加热历史数据进行信息提取，获得样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合，并基于所述样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合构建样本训练数据集。

基于BP神经网络构建滑环加热装配校验通道，所述滑环加热装配校验通道为机器学习中可以进行迭代优化的神经网络模型，通过训练数据集进行监督训练获得。其中滑环加热装配校验通道的输入数据为规格信息、环境信息、加热控制参数，输出数据为装配成功率。首先，按照预设数据划分比例将所述样本训练数据集划分为样本训练集和样本验证集，其中预设数据划分比例本领域技术人员可基于数据量大小进行设置，通常一般设置样本训练集占比为90%，样本验证集占比为10%。

首先，在所述样本训练集中随机选取第一样本训练数据，其中所述第一样本训练数据包括第一样本规格信息、第一样本环境信息、第一样本加热控制参数和第一样本装配成功率；然后根据所述第一样本训练数据对所述滑环加热装配校验通道进行监督训练，输出第一装配成功率；将第一装配成功率与所述第一样本装配成功率进行比对，当比对结果一致时，则进行下一组样本训练数据的监督训练；当比对结果不一致时，则根据比对偏差对所述滑环加热装配校验通道的权重参数进行优化，然后进行下一组样本训练数据的监督训练；不断进行迭代训练，直到所述滑环加热装配校验通道的输出结果趋于稳定时，然后通过所述样本验证集对所述滑环加热装配校验通道进行验证训练，获取预设验证准确率指标，所述预设验证准确率指标可基于实际情况自行设置，例如：设置预设验证准确率指标为90%，直到所述滑环加热装配校验通道的输出结果准确率大于或等于所述预设验证准确率指标时，获得训练完成的滑环加热装配校验通道。

然后在所述二阶加热控制参数库内，随机选择一个二阶加热控制参数，并将所述二阶加热控制参数、所述规格信息和所述环境信息输入训练完成的滑环加热装配校验通道中进行校验预测，输出所述二阶加热控制参数的预测装配成功率。获取预设校验要求，所述预设校验要求包括预设装配成功率，其中所述预设装配成功率可基于实际需求进行设置，例如：设置预设装配成功率为装配成功率70%。然后根据所述预设校验要求对所述预测装配成功率进行判断，当所述预测装配成功率小于所述预设校验要求时，则重新随机选择二阶加热控制参数进行校验预测；当所述预测装配成功率大于或等于所述预设校验要求时，则将所述预测装配成功率对应的二阶加热控制参数作为最优加热控制参数。

通过基于BP神经网络构建滑环加热装配校验通道进行校验预测，可以提高二阶加热控制参数校验预测的准确性和效率，从而可以进一步提高最优加热控制参数获得的准确性。

在一个实施例中，如图3所示提供了一种滑环加热控制系统，所述系统包括一滑环加热控制装置，所述装置包括加热单元阵列、以及信息采集单元、分布加热优化单元，包括：滑环信息采集模块01、加热控制参数范围获取模块02、一阶加热优化模块03、二阶加热优化模块04、最优加热控制参数获得模块05、其中：

滑环信息采集模块01，所述滑环信息采集模块01用于通过信息采集单元，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息以及环境信息，其中，所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，分区规格信息包括与滑环中心的距离；

加热控制参数范围获取模块02，所述加热控制参数范围获取模块02用于通过分布加热优化单元，获取通过所述加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，其中，所述加热单元阵列内包括多个加热单元，分别布设于所述多个滑环分区上；

一阶加热优化模块03，所述一阶加热优化模块03用于构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库，其中，一阶加热函数基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度进行构建；

二阶加热优化模块04，所述二阶加热优化模块04用于构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库，其中，二阶加热函数基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建；

最优加热控制参数获得模块05，所述最优加热控制参数获得模块05用于在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数，通过所述加热单元阵列对目标滑环进行加热控制。

在一个实施例中，所述系统还包括：

目标滑环划分模块，所述目标滑环划分模块用于对所述目标滑环进行划分，获得多个滑环分区；

分区规格信息获得模块，所述分区规格信息获得模块用于采集所述多个滑环分区与滑环中心的距离，获得多个分区规格信息，作为所述规格信息；

环境信息采集模块，所述环境信息采集模块用于采集当前的环境温度信息和环境湿度信息，作为所述环境信息。

在一个实施例中，所述系统还包括：

加热温度范围获取模块，所述加热温度范围获取模块用于获取所述加热单元阵列内多个加热单元的加热温度范围；

加热时间范围获取模块，所述加热时间范围获取模块用于获取所述多个加热单元的加热时间范围；

二维加热控制参数空间获得模块，所述二维加热控制参数空间获得模块用于组合所述加热温度范围和加热时间范围，获得二维加热控制参数空间，作为所述加热控制参数范围。

在一个实施例中，所述系统还包括：

一阶加热函数构建模块，所述一阶加热函数构建模块用于基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度，构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，如下式：

；

函数参数模块，所述函数参数模块是指其中，为一阶适应度，N为多个滑环分区的数量，/>为第i个滑环分区加热后进行装配的过盈量，/>为进行滑环加热装配的预设过盈量；

一阶适应度计算模块，所述一阶适应度计算模块用于在所述加热控制参数范围内，随机生成多个一阶加热控制参数，并进行模拟仿真加热，测试多个滑环单元的过盈量，结合所述一阶加热函数，计算获得多个一阶适应度，其中，每个一阶加热控制参数内包括多个加热单元的多个加热控制参数；

一阶加热控制参数族获得模块，所述一阶加热控制参数族获得模块用于根据多个一阶适应度，将多个一阶加热控制参数划分为多个首一阶加热控制参数和多个尾一阶加热控制参数，并以多个首一阶加热控制参数为中心，聚类获得多个一阶加热控制参数族；

一阶加热控制参数优化模块，所述一阶加热控制参数优化模块用于在多个一阶加热控制参数族内，进行一阶加热控制参数的搜索优化，直到达到优化收敛条件，获得多个收敛一阶加热控制参数族；

一阶加热控制参数库设定模块，所述一阶加热控制参数库设定模块用于计算多个收敛一阶加热控制参数族内多个一阶加热控制参数的一阶适应度总和，将一阶适应度总和最大的收敛一阶加热控制参数族输出，作为所述一阶加热控制参数库。

在一个实施例中，所述系统还包括：

更新尾一阶加热控制参数获得模块，所述更新尾一阶加热控制参数获得模块用于在所述多个一阶加热控制参数族内，分别以多个首一阶加热控制参数为搜索方向，对每个尾一阶加热控制参数进行更新优化，获得多个更新尾一阶加热控制参数；

更新一阶加热控制参数族获得模块，所述更新一阶加热控制参数族获得模块用于根据多个更新尾一阶加热控制参数进行模拟仿真加热，计算获得多个更新一阶适应度，与所述多个首一阶加热控制参数的一阶适应度进行比较，对多个一阶加热控制参数族的中心进行替代更新，获得多个更新一阶加热控制参数族；

收敛一阶加热控制参数族获得模块，所述收敛一阶加热控制参数族获得模块用于继续在多个更新一阶加热控制参数族内进行搜索优化，直到达到优化收敛条件，获得多个收敛一阶加热控制参数族。

在一个实施例中，所述系统还包括：

二阶加热函数构建模块，所述二阶加热函数构建模块用于构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，如下式：

;

;

函数参数模块，所述函数参数模块是指其中，为二阶适应度，/>为第一权重，/>为第二权重，/>为按照加热控制参数进行加热后目标滑环的绝缘电阻，/>为目标滑环未加热时的绝缘电阻，/>为第i个滑环单元按照加热控制参数加热后与滑环中心的距离，/>为第i个滑环分区的分区规格信息；

二阶适应度获取模块，所述二阶适应度获取模块用于在所述一阶加热控制参数库，随机选择一阶加热控制参数进行仿真加热模拟，获取加热后的绝缘电阻和多个滑环分区的分区规格信息，结合所述二阶加热函数，计算获取二阶适应度；

二阶加热控制参数库构建模块，所述二阶加热控制参数库构建模块用于通过在一阶加热控制参数库内进行遍历优化，获得二阶适应度最大的多个二阶加热控制参数，构建所述二阶加热控制参数库。

在一个实施例中，所述系统还包括：

样本信息获取模块，所述样本信息获取模块用于基于所述目标滑环同型号滑环的加热历史数据，获取样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合；

滑环加热装配校验通道训练模块，所述滑环加热装配校验通道训练模块用于采用所述样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合，训练更新获得滑环加热装配校验通道；

预测装配成功率获得模块，所述预测装配成功率获得模块用于在所述二阶加热控制参数库内，随机选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，通过滑环加热装配校验通道进行校验预测，获得预测装配成功率；

最优加热控制参数获得模块，所述最优加热控制参数获得模块用于判断所述预测装配成功率是否满足校验要求，若是，则获得最优加热控制参数，若否，则重新随机选择二阶加热控制参数进行校验。

综上所述，与现有技术相比，本公开的实施例具有以下技术效果：

（1）通过对滑环加热装置的加热控制参数进行多阶寻优，可以提高最优加热控制参数获得的准确性和合理性，然后根据最优加热控制参数进行滑环的加热控制，从而可以提高滑环热套的成功率和滑环绝缘质量。

（2）通过构建一阶加热函数，可以提高一阶适应度计算的效率和准确性，从而可以清晰直观地表示出通过加热控制参数进行加热后，多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度；通过构建二阶加热函数，可以直观地获得滑环经过加热控制参数加热后的综合加热质量，为进行加热控制参数的二阶寻优提供了依据。

（3）通过利用寻优算法对多个一阶加热控制参数进行寻优，由于该算法的寻优全局性较强，因此可以提高一阶加热控制参数库获得的准确性和实用性，从而为可以为下一步寻优提供准确的寻优空间。

（4）通过基于BP神经网络构建滑环加热装配校验通道进行校验预测，可以提高二阶加热控制参数校验预测的准确性和效率，从而可以进一步提高最优加热控制参数获得的准确性。

以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。因此，在不脱离如由所附权利要求限定的本公开构思的范围的情况下，本领域普通技术人员可做出各种类型的替换、修改和变更，并且这些替换、修改和变更都属于本公开的保护范围。

Claims (5)

1.一种滑环加热控制方法，其特征在于，所述方法应用于一滑环加热控制装置，所述装置包括加热单元阵列、以及信息采集单元、分布加热优化单元，包括：

通过信息采集单元，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息以及环境信息，其中，所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，分区规格信息包括滑环分区与滑环中心的距离；

通过分布加热优化单元，获取通过所述加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，其中，所述加热单元阵列内包括多个加热单元，分别布设于所述多个滑环分区上；

构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库，其中，一阶加热函数基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度进行构建；

构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库，其中，二阶加热函数基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建；

在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数，通过所述加热单元阵列对目标滑环进行加热控制；

其中，构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，包括：

基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度，构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，如下式：其中，/>为一阶适应度，N为多个滑环分区的数量，/>为第i个滑环分区加热后进行装配的过盈量，为进行滑环加热装配的预设过盈量；在所述加热控制参数范围内，随机生成多个一阶加热控制参数，并进行模拟仿真加热，测试多个滑环单元的过盈量，结合所述一阶加热函数，计算获得多个一阶适应度，其中，每个一阶加热控制参数内包括多个加热单元的多个加热控制参数；

根据多个一阶适应度，将多个一阶加热控制参数划分为多个首一阶加热控制参数和多个尾一阶加热控制参数，并以多个首一阶加热控制参数为中心，聚类获得多个一阶加热控制参数族；

在多个一阶加热控制参数族内，进行一阶加热控制参数的搜索优化，直到达到优化收敛条件，获得多个收敛一阶加热控制参数族；

计算多个收敛一阶加热控制参数族内多个一阶加热控制参数的一阶适应度总和，将一阶适应度总和最大的收敛一阶加热控制参数族输出，作为所述一阶加热控制参数库；

其中，构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，包括：

构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，如下式： 其中，/>为二阶适应度，/>为第一权重，/>为按照加热控制参数进行加热后目标滑环的绝缘电阻，/>为目标滑环未加热时的绝缘电阻，N为多个滑环分区的数量，/>为第i个滑环分区的规格加热膨胀量与平均膨胀量的偏差，/>为第i个滑环单元按照加热控制参数加热后与滑环中心的距离，/>为第i个滑环分区的分区规格信息；

在所述一阶加热控制参数库，随机选择一阶加热控制参数进行仿真加热模拟，获取加热后的绝缘电阻和多个滑环分区的分区规格信息，结合所述二阶加热函数，计算获取二阶适应度；

通过在一阶加热控制参数库内进行遍历优化，获得二阶适应度最大的多个二阶加热控制参数，构建所述二阶加热控制参数库；

其中，在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，包括：

基于所述目标滑环同型号滑环的加热历史数据，获取样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合；

采用所述样本规格信息集合、样本环境信息集合、样本加热控制参数集合和样本装配成功率集合，训练更新获得滑环加热装配校验通道；

在所述二阶加热控制参数库内，随机选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，通过滑环加热装配校验通道进行校验预测，获得预测装配成功率；

判断所述预测装配成功率是否满足校验要求，若是，则获得最优加热控制参数，若否，则重新随机选择二阶加热控制参数进行校验。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息以及环境信息，包括：

对所述目标滑环进行划分，获得多个滑环分区；

采集所述多个滑环分区与滑环中心的距离，获得多个分区规格信息，作为所述规格信息；

采集当前的环境温度信息和环境湿度信息，作为所述环境信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取通过所述加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，包括：

获取所述加热单元阵列内多个加热单元的加热温度范围；

获取所述多个加热单元的加热时间范围；

组合所述加热温度范围和加热时间范围，获得二维加热控制参数空间，作为所述加热控制参数范围。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在多个一阶加热控制参数族内，进行一阶加热控制参数的搜索优化，包括：

在所述多个一阶加热控制参数族内，分别以多个首一阶加热控制参数为搜索方向，对每个尾一阶加热控制参数进行更新优化，获得多个更新尾一阶加热控制参数；

根据多个更新尾一阶加热控制参数进行模拟仿真加热，计算获得多个更新一阶适应度，与所述多个首一阶加热控制参数的一阶适应度进行比较，对多个一阶加热控制参数族的中心进行替代更新，获得多个更新一阶加热控制参数族；

继续在多个更新一阶加热控制参数族内进行搜索优化，直到达到优化收敛条件，获得多个收敛一阶加热控制参数族。

5.一种滑环加热控制系统，其特征在于，用于执行权利要求1-4中所述的一种滑环加热控制方法中任意一项方法的步骤，所述系统包括一滑环加热控制装置，所述装置包括加热单元阵列、以及信息采集单元、分布加热优化单元，包括：

滑环信息采集模块，所述滑环信息采集模块用于通过信息采集单元，采集待进行加热安装的目标滑环的规格信息以及环境信息，其中，所述规格信息包括多个滑环分区的分区规格信息，分区规格信息包括滑环分区与滑环中心的距离；

加热控制参数范围获取模块，所述加热控制参数范围获取模块用于通过分布加热优化单元，获取通过所述加热单元阵列对所述多个滑环分区进行加热的加热控制参数范围，其中，所述加热单元阵列内包括多个加热单元，分别布设于所述多个滑环分区上；

一阶加热优化模块，所述一阶加热优化模块用于构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的一阶加热函数，基于所述加热控制参数范围，进行一阶加热优化，获得一阶加热控制参数库，其中，一阶加热函数基于提升多个滑环分区过盈量与预设过盈量的匹配度进行构建；

二阶加热优化模块，所述二阶加热优化模块用于构建对所述加热单元阵列进行加热控制参数优化的二阶加热函数，基于所述一阶加热控制参数库，进行二阶加热优化，获得二阶加热控制参数库，其中，二阶加热函数基于提升滑环绝缘质量和加热后滑环装配合规度构建；

最优加热控制参数获得模块，所述最优加热控制参数获得模块用于在所述二阶加热控制参数库内，遍历选择二阶加热控制参数，结合所述规格信息以及环境信息，进行滑环装配成功率校验，直到满足校验要求，获得最优加热控制参数，通过所述加热单元阵列对目标滑环进行加热控制。