[发明专利]一种基于电瓶正极电压的发动机转速计算方法

说明书

本发明公开了一种基于电瓶正极电压的发动机转速计算方法，由于发动机工作时，会通过皮带带动发电机发电，给电瓶充电，电瓶正极电压信号中蕴含发电机的交流信号；本发明通过采集电瓶的正极电压经相应信号处理，从而计算得到电瓶正极电压的频率，该频率即为发电机的发电频率，发电机与发动机通过皮带传动，进而根据传动比以及发电频率即可计算出发动机的转速。相对现有技术，本发明方法不需要额外安装传感器，可以减少成本，可快速直接采集电瓶正极电压即可测量出发动机转速。

技术领域

本发明属于工程机械测量技术领域，具体涉及一种基于电瓶正极电压的发动机转速计算方法。

背景技术

工程机械广泛用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域，工程机械一般由发动机为液压系统提供动力，发动机是工程机械的心脏。发动机转速的高低，关系到单位时间内做功次数的多少或发动机有效功率的大小，转速是发动机的重要指标。工程机械大部分发动机故障都会在转速上体现出来，所以对发动机转速的测量很关键。

目前测量发动机转速大部分采用安装在曲轴上的信号盘来测量的，有三种类型，分别为电磁脉冲式、霍尔效应式和光电式，其基本原理都是信号盘转动时，传感器会输出脉冲信号，由脉冲的频率计算出发动机转速。这种方法很直接有效，但是需要在发动机特定位置安装传感器，一方面安装复杂、一方面成本高。

发明内容

为了解决现有发动机转速测量方法安装复杂和成本高的缺点，本发明提供了一种基于电瓶正极电压的发动机转速计算方法，所述发动机工作时会通过皮带带动发电机发电，进而为电瓶充电；

所述发动机转速计算方法，包括如下步骤：

(1)对电瓶的正极电压进行隔直处理，采集电瓶正极电压的交流分量得到电压数组A1，进而对所述电压数组A1进行低通滤波后得到电压数组A2；

(2)对所述电压数组A2进行快速傅里叶变换得到频谱数组B；

(3)对所述频谱数组B进行波峰检测得到多个波峰簇，所述波峰簇由一波峰元素及其在频谱数组B中的序号组成；

(4)使各波峰簇按波峰元素大小降序排列后组成波峰簇数组C；

(5)根据波峰簇数组C中的前两个波峰簇计算出电瓶正极电压的频率，该频率即为发电机的发电频率；由于发电机与发动机通过皮带传动，进而根据传动比以及所述发电频率计算得到发动机的转速。

所述步骤(1)中以一定的采样频率和采样时长对电瓶正极电压的交流分量进行采集，得到由n个电压值元素所组成的电压数组A1，并对其中各电压值元素按采样时刻依次编号，n为大于1的自然数。

所述步骤(3)中对频谱数组B进行波峰检测的具体方法为：对于频谱数组B中的任一元素B_i，若元素B_i比前一元素B_i-1大同时也比后一元素B_i+1大，则元素B_i即为波峰元素，进而使元素B_i及其在频谱数组B中的序号i组合成一个波峰簇{B_i,i}；依此遍历频谱数组B中的所有元素，得到多个波峰簇。

所述步骤(5)中计算电瓶正极电压频率的具体过程如下：

a.记波峰簇数组C中的前两个波峰簇分别为{B_x,x}和{B_y,y}，其中B_x和x分别为组成第一个波峰簇的波峰元素及其在频谱数组B中的序号，B_y和y分别为组成第二个波峰簇的波峰元素及其在频谱数组B中的序号；