校企合作畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測

機(jī)械工程

資助企業(yè): 新潮傳媒集團(tuán)百新科技有限公司

資助年份: 2022

企業(yè)導(dǎo)師: 薛耿劍

指導(dǎo)教師: 戚進(jìn)

項(xiàng)目成員: 許振琪,沈瑜亮,關(guān)梓萌

項(xiàng)目海報(bào)
項(xiàng)目視頻
項(xiàng)目簡介

項(xiàng)目概述

城鎮(zhèn)化率的提升伴隨著電梯行業(yè)的發(fā)展與電梯設(shè)備的普及。隨著電梯保有量向著千萬級別靠近,電梯的安全事故發(fā)生頻率在技術(shù)日漸成熟的今日依然難以下降。因此,開發(fā)一套適用于多種電梯的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測平臺是必要的。

目前,電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要在電梯公司內(nèi)部使用,難以兼容其他品牌的新式電梯或是數(shù)量龐大的老舊電梯。而商業(yè)化的檢測設(shè)備體積巨大、價(jià)格昂貴,最主要的是只能離線非實(shí)時(shí)檢測,無法做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并報(bào)警。本項(xiàng)目利用JY901S采集的加速度、角速度、四元數(shù)、地磁場等數(shù)據(jù),開發(fā)了一套低成本的基于多傳感器融合的電梯監(jiān)測平臺。通過融合低成本的MEMS傳感器(型號:JY901S)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)多維度、低延遲、較高精度的電梯運(yùn)行速度和振動監(jiān)測。


項(xiàng)目目標(biāo)

1.  電梯轎廂速度分析。針對電梯速度測算領(lǐng)域存在的實(shí)時(shí)性問題,擬采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法或參數(shù)優(yōu)化的積分法,在MEMS九軸傳感器采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,以EVA電梯分析儀得到的速度數(shù)據(jù)為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)精度較高、成本更低、實(shí)時(shí)性更好的速度解算,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行電梯異常速度的報(bào)警策略研究。

2. 電梯轎廂振動分類。針對電梯振動狀況監(jiān)測的問題,擬采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法或傳統(tǒng)的傅里葉變換法,在MEMS九軸傳感器采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對電梯運(yùn)行過程中的振動進(jìn)行準(zhǔn)確率較高的振動狀況判別,并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對電梯異常狀況的問題大致診斷。

3. 監(jiān)測平臺開發(fā)。完成一套包含硬件和軟件的監(jiān)測系統(tǒng)。硬件采集到電梯運(yùn)行中各項(xiàng)數(shù)據(jù)后傳輸至存儲模塊,經(jīng)(1)(2)項(xiàng)任務(wù)的處理后獲得精確結(jié)果。為平臺設(shè)計(jì)用戶交互界面,具備實(shí)時(shí)顯示需要的內(nèi)容以及部分用戶自定義操作的功能。

項(xiàng)目成果

1.  采用自適應(yīng)參數(shù)優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)了對電梯運(yùn)行速度的實(shí)時(shí)解算,平均絕對速度誤差控制在0.008m/s內(nèi);

2. 結(jié)合實(shí)時(shí)運(yùn)行速度,提出了基于范圍檢測的電梯異常運(yùn)行報(bào)警策略;

3. 采用深度殘差收縮網(wǎng)絡(luò)模型z實(shí)現(xiàn)了對電梯振動的分析,將電梯振動進(jìn)行三分類,驗(yàn)證集準(zhǔn)確率收斂在99%以上;

4. 通過對電梯故障進(jìn)行總結(jié),將三種振動類型與電梯運(yùn)行狀態(tài)對應(yīng)起來,將功能延伸到故障診斷領(lǐng)域;

5. 開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)主程序和可交互的系統(tǒng)界面。

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