專利名稱：盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及方法，屬于摩擦學(xué)及自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，能夠?qū)ΡP式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程中的摩擦學(xué)性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)異常摩擦學(xué)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警。
背景技術(shù)：
目前，礦井提升機(jī)、汽車、列車等裝備的制動(dòng)系統(tǒng)大多采用盤式制動(dòng)器作為制動(dòng)裝置。盤式制動(dòng)器依靠閘瓦(或剎車片)與制動(dòng)盤之間的摩擦作用，將機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速或停車功能。因此，盤式制動(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程中的摩擦學(xué)性能直接關(guān)系到這些裝備的制動(dòng)效能及可靠性，從而對(duì)生產(chǎn)、交通乃至人員生命安全都產(chǎn)生重要影響。盤式制動(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程中的摩擦學(xué)性能主要受制動(dòng)工況條件的約束和影響，并呈現(xiàn)出復(fù)雜的變化規(guī)律。若能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)盤式制動(dòng)器的制動(dòng)工況條件，并能據(jù)此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其摩擦學(xué)性能參數(shù)的變化規(guī)律，則當(dāng)預(yù)測(cè)到異常摩擦學(xué)狀態(tài)時(shí)，就可以提前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒操作人員或通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)有關(guān)制動(dòng)工況參數(shù)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，從而避免因制動(dòng)器摩擦學(xué)性能劣化而引發(fā)的制動(dòng)事故。目前關(guān)于制動(dòng)摩擦學(xué)問題的研究，基本上都還局限于對(duì)制動(dòng)器摩擦副的摩擦系數(shù)、磨損率等常規(guī)摩擦學(xué)性能參數(shù)的試驗(yàn)分析，很少有人嘗試對(duì)盤式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程中的摩擦學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。其他領(lǐng)域有關(guān)摩擦學(xué)性能預(yù)測(cè)的研究報(bào)道，也大都僅預(yù)測(cè)輸出摩擦系數(shù)單個(gè)摩擦學(xué)性能指標(biāo)，不能客觀、全面反映制動(dòng)器摩擦副接觸界面上的真實(shí)摩擦學(xué)狀態(tài)。針對(duì)當(dāng)前盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)方面存在的明顯不足，發(fā)明盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警方法及裝置顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明以提高盤式制動(dòng)器的制動(dòng)可靠性和安全性為目標(biāo)，提出一種盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及方法，可廣泛適用于礦井提升機(jī)、汽車、列車等裝備的盤式制動(dòng)器，對(duì)其在制動(dòng)過(guò)程中的摩擦學(xué)性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)異常摩擦學(xué)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警。技術(shù)方案本發(fā)明提出的盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警方法是首先，通過(guò)模擬盤式制動(dòng)器制動(dòng)工況開展摩擦學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)樣本；然后，利用數(shù)據(jù)樣本， 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建摩擦學(xué)性能智能預(yù)測(cè)模型；最后，基于模型的預(yù)測(cè)能力，利用監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及對(duì)異常摩擦學(xué)狀態(tài)的自動(dòng)預(yù)警。具體監(jiān)測(cè)預(yù)警方法是首先，根據(jù)礦井提升機(jī)、汽車、列車等裝備的實(shí)際制動(dòng)工況條件，合理選擇滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力、摩擦面溫度等制動(dòng)工況參數(shù)的取值范圍；利用塊-盤式摩擦試驗(yàn)機(jī)將間瓦(或剎車片)與制動(dòng)盤配副摩擦，開展摩擦學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)，測(cè)試制動(dòng)器摩擦副在制動(dòng)過(guò)程中的摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)、磨損率等摩擦學(xué)性能參數(shù)的變化規(guī)律，從而獲取包含制動(dòng)工況參數(shù)與摩擦學(xué)性能參數(shù)之間復(fù)雜映射關(guān)系的數(shù)據(jù)樣本。然后，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以制動(dòng)工況參數(shù)作為輸入、摩擦學(xué)性能參數(shù)作為輸出，構(gòu)建盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型；利用摩擦學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本反復(fù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真對(duì)其結(jié)構(gòu)及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使其具備對(duì)盤式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程摩擦學(xué)性能的智能預(yù)測(cè)功能。最后，由傳感檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)盤式制動(dòng)器的滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力、摩擦面溫度等制動(dòng)工況參數(shù)；由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集、放大和轉(zhuǎn)換處理；由計(jì)算處理系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上傳的制動(dòng)工況數(shù)據(jù)后，調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)輸出盤式制動(dòng)器的摩擦學(xué)性能參數(shù)；由軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示預(yù)測(cè)結(jié)果，并對(duì)預(yù)測(cè)到的盤式制動(dòng)器異常摩擦學(xué)狀態(tài)自動(dòng)預(yù)警。本發(fā)明提出的盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置是由傳感檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算處理系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)組成；傳感檢測(cè)系統(tǒng)由光電編碼器、正壓力傳感器和測(cè)溫?zé)犭婑罱M成，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由功率放大器、A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)組成，計(jì)算處理系統(tǒng)由PLC 裝置、通訊串口、工控機(jī)、蜂鳴器和顯示器組成，軟件系統(tǒng)由VB主界面和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型組成。光電編碼器安裝在盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸的端部，正壓力傳感器安裝在盤式制動(dòng)器碟形彈簧的后端，測(cè)溫?zé)犭婑钣蓴R架將其置于盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤表面上靠近間瓦(或剎車片)與制動(dòng)盤接觸區(qū)域附近。正壓力傳感器、測(cè)溫?zé)犭婑钆c功率放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)及PLC裝置以串聯(lián)方式連接，光電編碼器與PLC裝置直接相連，PLC裝置與工控機(jī)通過(guò)通訊串口相連。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型由MATLAB程序構(gòu)建，存儲(chǔ)于工控機(jī)硬盤內(nèi)部；軟件系統(tǒng)主界面由VB程序編制，VB界面與MATLAB程序之間通過(guò)Active X接口實(shí)現(xiàn)通訊。有益效果本發(fā)明應(yīng)用范圍廣泛，可適用于礦井提升機(jī)、汽車、列車等裝備的盤式制動(dòng)器，監(jiān)測(cè)精度高，預(yù)警結(jié)果快速、準(zhǔn)確，可有效預(yù)防因盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能劣化而引發(fā)的制動(dòng)事故，對(duì)生產(chǎn)、交通乃至人員生命安全都具有重要保障作用。


圖1是本發(fā)明的監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置組成原理圖； 圖2是本發(fā)明的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方法流程示意圖； 圖4是本發(fā)明的監(jiān)測(cè)預(yù)警方法流程示意圖。圖中1-1、制動(dòng)盤；1-2、轉(zhuǎn)軸；1-3、活塞；1-4、碟形彈簧；1_5、閘瓦(或剎車片)； 2-1、光電編碼器；2-2、正壓力傳感器；2-3、擱架；2-4、測(cè)溫?zé)犭婑睿?_1、功率放大器；3_2、 A/D轉(zhuǎn)換器；3-3、單片機(jī)；4-1、PLC裝置；4_2、通訊串口 ；4-3、工控機(jī)；4_4、蜂鳴器；4-5、顯示器；5-1、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；5-2、VB界面。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置作進(jìn)一步詳述 盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置由傳感檢測(cè)系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3、計(jì)算處理系
統(tǒng)4及軟件系統(tǒng)5組成。傳感檢測(cè)系統(tǒng)2的功能是實(shí)時(shí)檢測(cè)盤式制動(dòng)器1的制動(dòng)工況參數(shù) (包括滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力和摩擦面溫度)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3對(duì)傳感檢測(cè)系統(tǒng)2的輸出信號(hào)進(jìn)行采集、放大和轉(zhuǎn)換處理，計(jì)算處理系統(tǒng)4接收數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3上傳的制動(dòng)工況數(shù)據(jù)后， 調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，預(yù)測(cè)輸出盤式制動(dòng)器1的摩擦學(xué)性能參數(shù)，并通過(guò)軟件系統(tǒng)5實(shí)時(shí)顯示及自動(dòng)預(yù)警。傳感檢測(cè)系統(tǒng)2由光電編碼器2-1、正壓力傳感器2-2和測(cè)溫?zé)犭婑?_3組成；光電編碼器2-1安裝在盤式制動(dòng)器1的轉(zhuǎn)軸1-2的端部，用于檢測(cè)制動(dòng)盤1-1的轉(zhuǎn)速，并通過(guò)后繼計(jì)算將其轉(zhuǎn)換為摩擦中心的滑動(dòng)線速度；正壓力傳感器2-2安裝在碟形彈簧1-4的后端，用于檢測(cè)制動(dòng)壓力；測(cè)溫?zé)犭婑?-4由擱架2-3將其置于制動(dòng)盤1-1的表面上靠近閘瓦 (或剎車片)1-5與制動(dòng)盤1-1的摩擦接觸區(qū)域附近，用于檢測(cè)制動(dòng)過(guò)程中摩擦面上的溫度。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3由功率放大器3-1、A/D轉(zhuǎn)換器3_2和單片機(jī)3_3組成；正壓力傳感器2-2、測(cè)溫?zé)犭婑?-4與功率放大器3-1、A/D轉(zhuǎn)換器3_2、單片機(jī)3_3及PLC裝置4_1 以串聯(lián)方式連接，將傳感器檢測(cè)到的制動(dòng)壓力和摩擦面溫度的模擬信號(hào)經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后上傳給PLC處理；光電編碼器2-1的輸出信號(hào)為脈沖信號(hào)，直接與PLC裝置4-1相連。計(jì)算處理系統(tǒng)4由PLC裝置4-1、通訊串口 4_2、工控機(jī)4_3、蜂鳴器4_4和顯示器 4-5組成，軟件系統(tǒng)5由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型5-1、主界面5-2組成；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型5-1由 MATLAB程序構(gòu)建，存儲(chǔ)于工控機(jī)4-3的硬盤內(nèi)部；軟件系統(tǒng)主界面5_2由VB程序編制，VB 程序與MATLAB程序之間通過(guò)Active X接口實(shí)現(xiàn)通訊；PLC裝置4_1將傳感檢測(cè)系統(tǒng)3檢測(cè)到的制動(dòng)工況參數(shù)(包括滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力、摩擦面溫度)，通過(guò)通訊串口 4-2上傳給工控機(jī)4-3 ；工控機(jī)4-3接受到PLC裝置4-3上傳的制動(dòng)工況參數(shù)后，調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型5-1，預(yù)測(cè)輸出盤式制動(dòng)器1的摩擦學(xué)性能參數(shù)(包括摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)、磨損率)，并在顯示器4-5上通過(guò)軟件系統(tǒng)主界面5-2實(shí)時(shí)顯示；當(dāng)預(yù)測(cè)到盤式制動(dòng)器1即將出現(xiàn)異常摩擦學(xué)狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器4-4，自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警方法作進(jìn)一步詳述 本發(fā)明構(gòu)建的盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能智能預(yù)測(cè)模型采用如圖2所示的三層BP神經(jīng)網(wǎng)
絡(luò)結(jié)構(gòu)。輸入層為盤式制動(dòng)器的制動(dòng)工況參數(shù)，包括三個(gè)神經(jīng)元滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力、摩擦面溫度；輸出層為盤式制動(dòng)器的摩擦學(xué)性能參數(shù)，包含三個(gè)神經(jīng)元摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)、磨損率；中間為隱含層，隱含層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)根據(jù)樣本，經(jīng)仿真確定。本發(fā)明構(gòu)建盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的方法流程示意圖如圖3 所示。首先，模擬礦井提升機(jī)、汽車、列車等裝備的制動(dòng)工況，利用塊-盤式摩擦試驗(yàn)機(jī)將閘瓦(或剎車片)與制動(dòng)盤配副摩擦，開展盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)，從而獲取包含制動(dòng)工況參數(shù)與摩擦學(xué)性能參數(shù)之間復(fù)雜映射關(guān)系的數(shù)據(jù)樣本，并將其分為兩類學(xué)習(xí)樣本和檢驗(yàn)樣本。然后，選用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，初選神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)參數(shù)(如層數(shù)、每層的神經(jīng)元數(shù)、初始權(quán)值和閾值、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)率等)，以制動(dòng)工況參數(shù)(包括滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力、 摩擦面溫度)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層，以盤式制動(dòng)器的摩擦學(xué)性能參數(shù)(包括摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)、磨損率)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出層，構(gòu)建如圖2所示的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。最后， 基于MATLAB程序，編制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練仿真程序，利用學(xué)習(xí)樣本對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，利用檢驗(yàn)樣本對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)能力進(jìn)行檢驗(yàn)，并通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練和檢驗(yàn)，優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，使其達(dá)到較高的預(yù)測(cè)精度和較快的收斂速度，從而構(gòu)建摩擦學(xué)性能預(yù)測(cè)模型，使其具備對(duì)盤式制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程摩擦學(xué)性能參數(shù)的精確、快速、智能預(yù)測(cè)功能。本發(fā)明利用圖2所示的摩擦學(xué)性能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型和圖1所示的監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，對(duì)盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，具體方法流程示意圖如圖4所示。當(dāng)盤式制動(dòng)器開始制動(dòng)后，傳感檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)盤式制動(dòng)器的制動(dòng)工況參數(shù)(包括滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力、 摩擦面溫度)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集、放大、轉(zhuǎn)換并上傳給計(jì)算處理系統(tǒng)；當(dāng)全部制動(dòng)工況參數(shù)上傳完以后，計(jì)算處理系統(tǒng)調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，根據(jù)制動(dòng)工況參數(shù)預(yù)測(cè)輸出盤式制動(dòng)器的摩擦學(xué)性能參數(shù)；摩擦學(xué)性能參數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果經(jīng)軟件系統(tǒng)處理后通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)顯示，若判別為異常摩擦學(xué)狀態(tài)，則啟動(dòng)蜂鳴器自動(dòng)預(yù)警。
權(quán)利要求
1.一種盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于該裝置由傳感檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算處理系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)組成；傳感檢測(cè)系統(tǒng)包括光電編碼器0-1)、正壓力傳感器(2-2)和測(cè)溫?zé)犭婑?-4)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括功率放大器(3-l)、A/D轉(zhuǎn)換器(3-2)和單片機(jī)(3-3)，計(jì)算處理系統(tǒng)包括PLC裝置0-1)、通訊串口 0-2)、工控機(jī)0-3)、蜂鳴器(4-4)和顯示器G-5)，軟件系統(tǒng)包括VB主界面(5-2)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型(5-1)；光電編碼器安裝在盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤(1-1)的轉(zhuǎn)軸(1-2)端部，正壓力傳感器 (2-2)安裝在盤式制動(dòng)器碟形彈簧(1-4)的后端且鏈接閘瓦(1-5)，閘瓦(1-5)位于制動(dòng)盤 (1-1)的兩側(cè)，測(cè)溫?zé)犭婑?-4)由擱架(2-3)將其置于盤式制動(dòng)器制動(dòng)盤(1-1)附近；正壓力傳感器(2-2)與測(cè)溫?zé)犭婑?2-4)分別與功率放大器(3-l)、A/D轉(zhuǎn)換器(3_2)、單片機(jī)(3- 及PLC裝置以串聯(lián)方式連接，光電編碼器與PLC裝置(4-1)直接相連，PLC裝置G-1)通過(guò)通訊串口 G-2)與工控機(jī)(4-3)相連；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型(5-1)由 MATLAB程序構(gòu)建，存儲(chǔ)于工控機(jī)(4-3)硬盤內(nèi)部；軟件系統(tǒng)VB界面(5_2)由VB程序編制， VB界面(5-2)與MATLAB程序之間通過(guò)Active X控件實(shí)現(xiàn)通訊。
2.一種盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征在于該方法基于摩擦學(xué)試驗(yàn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建摩擦學(xué)性能智能預(yù)測(cè)模型；利用監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，基于智能預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及對(duì)異常摩擦學(xué)狀態(tài)的自動(dòng)預(yù)警。首先，根據(jù)盤式制動(dòng)器實(shí)際制動(dòng)工況條件，合理選擇制動(dòng)滑動(dòng)速度、制動(dòng)壓力、摩擦面溫度工況參數(shù)的取值范圍；利用塊-盤式摩擦試驗(yàn)機(jī)，測(cè)試盤式制動(dòng)器摩擦副在制動(dòng)過(guò)程中摩擦系數(shù)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定系數(shù)、磨損率的摩擦學(xué)性能參數(shù)的變化規(guī)律；對(duì)試驗(yàn)獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行樣本化處理，并將其分為兩類學(xué)習(xí)樣本和檢驗(yàn)樣本；然后，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以制動(dòng)工況參數(shù)作為輸入、摩擦學(xué)性能參數(shù)作為輸出，構(gòu)建盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型；利用學(xué)習(xí)樣本反復(fù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用檢驗(yàn)樣本驗(yàn)證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)能力；通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而構(gòu)建盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能的智能預(yù)測(cè)模型；最后，由傳感檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)盤式制動(dòng)器的制動(dòng)工況參數(shù)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集、放大和轉(zhuǎn)換，并上傳給計(jì)算處理系統(tǒng)；當(dāng)全部制動(dòng)工況參數(shù)上傳完以后，由計(jì)算處理系統(tǒng)調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，根據(jù)制動(dòng)工況參數(shù)預(yù)測(cè)輸出盤式制動(dòng)器的摩擦學(xué)性能參數(shù)；摩擦學(xué)性能參數(shù)的預(yù)測(cè)結(jié)果經(jīng)軟件系統(tǒng)處理后通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)顯示，若判別為異常摩擦學(xué)狀態(tài)，則啟動(dòng)蜂鳴器自動(dòng)預(yù)警。
全文摘要
一種盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及方法，該方法通過(guò)模擬盤式制動(dòng)器制動(dòng)工況開展摩擦學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)樣本；利用數(shù)據(jù)樣本，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建摩擦學(xué)性能智能預(yù)測(cè)模型；基于模型的預(yù)測(cè)能力，利用監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)盤式制動(dòng)器摩擦學(xué)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及對(duì)異常摩擦學(xué)狀態(tài)的自動(dòng)預(yù)警。該裝置由傳感檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算處理系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)組成；傳感檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)光電編碼器、正壓力傳感器和測(cè)溫?zé)犭婑顚?shí)時(shí)檢測(cè)盤式制動(dòng)器的制動(dòng)工況參數(shù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集、放大和轉(zhuǎn)換處理，計(jì)算處理系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上傳的制動(dòng)工況數(shù)據(jù)后，調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)輸出盤式制動(dòng)器的摩擦學(xué)性能參數(shù)，并通過(guò)軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示及自動(dòng)預(yù)警。該方法及裝置監(jiān)測(cè)精度高，預(yù)警結(jié)果快速、準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01M13/00GK102353528SQ20111015555
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者劉超, 朱真才, 楊磊, 童敏明, 陰妍, 陳光柱, 鮑久圣 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)