同步离合器的运动状态监测方法、装置及电子设备与流程
本发明涉及同步离合器监测领域，尤其涉及一种同步离合器的运动状态监测方法、装置及电子设备。
背景技术：
燃气—蒸汽联合循环电厂，相较于传统火力发电机组，联合循环机组具有污染小、热效率高、调峰性能好等显著优势。其一般配置有同步离合器的联合循环机组通过燃气轮机与蒸汽轮机间、蒸汽轮机不同转子间的灵活组合可以满足不同的负荷需求，提高能源利用率，为电站带来良好的经济效益。
同步离合器主要由主动件、中间件及从动件等部件组成，同步离合器的设计虽然可以提高能源利用率，产生良好的经济效益，但其给发电机组的运行带来了诸多问题。因此需要监测同步离合器的运行状态，目前同步离合器的监测系统较为初级，监测的参数仅有离合器本身的脱开、啮合、锁定三种监测信号，上述信号均为状态量，无法对同步离合器在脱开与啮合的过程进行监测，尤其是无法监测离合器内部中间件的运动过程。同步离合器在啮合与脱开的过程中发生故障，现有的监测手段无法捕捉该故障信息，对设备产生较大损坏，危及机组的运行，造成经济损失。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种同步离合器的运动状态监测方法、装置及电子设备，以解决现有技术中由于无法监测到同步离合器在脱开与啮合的过程，导致无法监测该过程中发生故障，危及机组安全运行的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，提供了一种同步离合器的运动状态监测方法，包括：
获取同步离合器的主动件转速和从动件转速；
根据所述主动件转速和从动件转速，确定所述同步离合器的中间件的角位移曲线；
根据所述中间件的角位移曲线，监测所述同步离合器的状态。
第二方面，提供了一种同步离合器的运动状态监测装置，包括：
获取模块，用于获取同步离合器的主动件转速和从动件转速；
确定模块，用于根据所述主动件转速和从动件转速，确定所述同步离合器的中间件的角位移曲线；
监测模块，用于根据所述中间件的角位移曲线，监测所述同步离合器的状态。
第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。
在本发明实施例中，首先获取同步离合器的主动件转速和从动件转速，然后根据上述主动件转速和从动件转速确定同步离合器的中间件的角位移曲线，最后根据中间件的角位移曲线监测同步离合器的状态。本发明实施例通过主动件转速和从动件转速可以得到不容易监测到同步离合器的中间件的运动状态，进而监测到同步离合器的整个运动状态，可以及时监测到同步离合器的故障，有效杜绝安全隐患。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例提出的一种同步离合器的运动状态监测方法的流程图；
图2是本发明实施例提出的一种同步离合器的运动状态监测装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提出的一种电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种同步离合器的运动状态监测方法、装置及电子设备，可以在离合器啮合及脱开过程中，实时地计算输出内部中间件的运动参数，为离合器的故障预警及故障分析提供有效地数据支持。具体地，联合循环机组同步离合器是基于主、从动件的转速差，实现中间件的相对运动，完成主动齿与从动齿的啮合及脱开。当主动件转速大于从动件转速时，中间件相对于主动件，沿着螺旋花键向主动件方向做螺旋运动，离合器进行啮合动作；当主动件转速小于从动件转速时，中间件相对于主动件，沿着螺旋花键向从动件方向做螺旋运动，离合器进行脱开动作。由于螺旋花键物理结构固定，因此，离合器的啮合及脱开过程中，中间件的相对运动角位移是恒定的，由此可以通过对中间件的相对运动角位移、角速度及角加速度的计算分析，实现中间件运动状态的监测，进而监测同步离合器的状态。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种同步离合器的运动状态监测方法的流程图，如图1所示，该同步离合器的运动状态监测方法可以包括：步骤s101至步骤s103所示的内容。
在步骤s101中，获取同步离合器的主动件转速和从动件转速。
在步骤s102中，根据主动件转速和从动件转速，确定同步离合器的中间件的角位移曲线。
在步骤s103中，根据中间件的角位移曲线，监测同步离合器的状态。
在本发明实施例中，首先获取同步离合器的主动件转速和从动件转速，然后根据上述主动件转速和从动件转速确定同步离合器的中间件的角位移曲线，最后根据中间件的角位移曲线监测同步离合器的状态。本发明实施例通过主动件转速和从动件转速可以得到不容易监测到同步离合器的中间件的运动状态，进而监测到同步离合器的整个运动状态，可以及时监测到同步离合器的故障，有效杜绝安全隐患。
在本发明的一种可能的实施方式中，获取同步离合器的主动件转速和从动件转速，可以包括以下步骤。
利用涡流转速探头监测主动件和从动件；
通过将高频率的数据采集系统与涡流转速探头连接，获取主动件转速和从动件转速。
具体地，可以利用涡流转速探头监测同步离合器的主动件和从动件的齿轮的转速，并将涡流转速探头监测到的转动通过与之相连的高频率的数据采集系统输出，即高频率的数据采集系统通过对涡流转速探头电压信号的实时处理，实时计算出主动件转速和从动件转速。实时进行信号的处理，以及数据的计算输出，使得监测到的数据更加准确。
在本发明的一个可能的实施方式中，根据主动件转速和从动件转速，确定同步离合器的中间件的角位移，可以包括以下步骤。
根据主动件转速和从动件转速，确定同步离合器的中间件的角位移；
根据中间件的角位移，确定中间件的角位移曲线。
在本发明实施例中，根据上述获取的主动件转速和从动件转速，可以间接求得同步离合器的中间件的角位移，然后根据角位移确定中间件的角位移曲线。
具体地，在本发明的一个可能的实施方式中，根据主动件转速和从动件转速，确定同步离合器的中间件的角位移，可以包括以下步骤。
确定主动件转速与从动件转速相同的时刻，其中，相同的时刻包括第一时刻和第二时刻，第一时刻为主动件转速大于从动件转速之前的主动件转速与从动件转速相同的时刻，第二时刻为主动件转速小于从动件之前的主动件转速与从动件转速相同的时刻；
计算从第一时刻到第二时刻，主动件的第一主动件平均转速和从动件的第一从动件平均转速；
根据第一主动件平均转速和第一从动件平均转速，确定中间件的第一角位移；
计算从第二时刻到第一时刻，主动件的第二主动件平均转速和从动件的第二从动件平均转速；
根据第二主动件平均转速和第二从动件平均转速，确定中间件的第二角位移。
在本发明实施例中，从第一时刻到第二时刻指的是同步离合器的啮合过程，该过程具体如下：
当主动件转速n1>从动件转速n2(单位：rpm)时，中间件开始向主动件运动，取前一瞬间n1＝n2时为时间零点。啮合初期，主、从动件转速差逐渐增大，伴随着阻尼油的作用，转速差开始减小，直至n1＝n2时，离合器啮合完成，完全啮合时间为t0(单位：s)。
对于一个计算周期t1(单位：s)，即从第一时刻到第二时刻，中间件的角位移
基于上述计算，可以得到t0/t1个离散点(t,θt)，由此拟合得到中间件的啮合角位移曲线θ＝f(t)，基于该曲线计算得出角速度曲线ω＝f'(t)及角加速度曲线β＝f”(t)。
同理，从第二时刻到第一时刻值得是同步离合器的脱开过程，该过程具体如下：
当主动件转速n1<从动件转速n2时，中间件开始向从动件运动，取前一瞬间n1＝n2时为时间零点。当n1＝n2时，此时离合器脱开完成，完全脱开时间为t1。
对于一个计算周期t2(单位：s)，即从第二时刻到第一时刻，中间件的角位移
基于上述计算，可以得到t1/t2个离散点(t,θt)，由此拟合得到中间件的脱开角位移曲线θ＝g(t)，基于该曲线计算得出角速度曲线ω＝g'(t)及角加速度曲线β＝g”(t)。
在本发明的一个可能的实施例中，如上述过程可知，根据中间件的角位移曲线，监测同步离合器的状态，可以包括：
根据中间件的角位移曲线判断同步离合器在第一时刻到第二时刻之间，以及在第二时刻到第一时刻之间是否发生异常；
在同步离合器发生异常的情况下，根据中间件的角位移曲线判断异常发生的位置。
也就是，可以根据上述求得的啮合过程和脱开过程中的角位移的曲线，判定同步离合器是否发生异常，若发生可以判断具体地位置、时间等，以便及时处理故障，杜绝事故的发生。
本发明还提供了一种同步离合器的运动状态监测装置，如图2所示，该装置可以包括：获取模块201、确定模块202和监测模块203。
具体地，该获取模块201被配置为获取同步离合器的主动件转速和从动件转速；该确定模块202被配置为根据主动件转速和从动件转速，确定同步离合器的中间件的角位移曲线；该监测模块203被配置为根据中间件的角位移曲线，监测同步离合器的状态。
在本发明实施例中，首先获取模块201获取同步离合器的主动件转速和从动件转速，然后确定模块202根据上述主动件转速和从动件转速确定同步离合器的中间件的角位移曲线，最后监测模块203根据中间件的角位移曲线监测同步离合器的状态。本发明实施例通过主动件转速和从动件转速可以得到不容易监测到同步离合器的中间件的运动状态，进而监测到同步离合器的整个运动状态，可以及时监测到同步离合器的故障，有效杜绝安全隐患。
进一步地，获取模块201可以用于：
利用涡流转速探头监测主动件和从动件；
通过将高频率的数据采集系统与涡流转速探头连接，获取主动件转速和从动件转速。
进一步地，确定模块202可以包括：第一确定单元和第二确定单元。
具体地，该第一确定单元被配置为根据所述主动件转速和从动件转速，确定所述同步离合器的中间件的角位移；该第二确定单元被配置为根据所述中间件的角位移，确定所述中间件的角位移曲线。
进一步地，第一确定单元，可以用于：
确定主动件转速与从动件转速相同的时刻，相同的时刻包括第一时刻和第二时刻，第一时刻为主动件转速大于从动件转速之前的主动件转速与从动件转速相同的时刻，第二时刻为主动件转速小于从动件转速之前的主动件转速与从动件转速相同的时刻；
计算从第一时刻到第二时刻，主动件的第一主动件平均转速和从动件的第一从动件平均转速；
根据第一主动件平均转速和第一从动件平均转速，确定中间件的第一角位移；
计算从第二时刻到第一时刻，主动件的第二主动件平均转速和从动件的第二从动件平均转速；
根据第二主动件平均转速和第二从动件平均转速，确定中间件的第二角位移。
进一步地，第一确定单元，还可以用于：
按照下式公式确定中间件的第一角位移：
其中，
进一步地，第一确定单元，还可以用于：按照下式公式确定中间件的第二角位移：
其中，
进一步地，监测模块203可以用于：
根据中间件的角位移曲线判断同步离合器在第一时刻到第二时刻之间，以及在第二时刻到第一时刻之间是否发生异常；
在同步离合器发生异常的情况下，根据中间件的角位移曲线判断异常发生的位置。
本实施例提供的同步离合器的运动状态监测装置可以参照用于执行上述的图1所示的方法流程，并且，该装置中的各个单元/模块和上述其他操作和/或功能分别为了实现如图1所示的同步离合器的运动状态监测方法中的相应流程，并且能够达到相同或等同的技术效果，为了简洁，在此不再赘述。
图3为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图，
该电子设备400包括但不限于：射频单元401、网络模块402、音频输出单元403、输入单元404、传感器405、显示单元406、用户输入单元407、接口单元408、存储器409、处理器410、以及电源411等部件。本领域技术人员可以理解，图3中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。
其中，处理器410，可以用于：
获取同步离合器的主动件转速和从动件转速；
根据主动件转速和从动件转速，确定同步离合器的中间件的角位移曲线；
根据中间件的角位移曲线，监测同步离合器的状态。
在本发明实施例中，首先获取同步离合器的主动件转速和从动件转速，然后根据上述主动件转速和从动件转速确定同步离合器的中间件的角位移曲线，最后根据中间件的角位移曲线监测同步离合器的状态。本发明实施例通过主动件转速和从动件转速可以得到不容易监测到同步离合器的中间件的运动状态，进而监测到同步离合器的整个运动状态，可以及时监测到同步离合器的故障，有效杜绝安全隐患。
应理解的是，本发明实施例中，射频单元401可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器410处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元401包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元401还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。
电子设备通过网络模块402为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
音频输出单元403可以将射频单元401或网络模块402接收的或者在存储器409中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元403还可以提供与电子设备400执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元403包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元404用于接收音频或视频信号。输入单元404可以包括图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)4041和麦克风4042，图形处理器4041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元406上。经图形处理器4041处理后的图像帧可以存储在存储器409(或其它存储介质)中或者经由射频单元401或网络模块402进行发送。麦克风4042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元401发送到移动通信基站的格式输出。
电子设备400还包括至少一种传感器405，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板4061的亮度，接近传感器可在电子设备400移动到耳边时，关闭显示面板4061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别电子设备姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器405还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。
显示单元406用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元406可包括显示面板4061，可以采用液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)、有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)等形式来配置显示面板4061。
用户输入单元407可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元407包括触控面板4071以及其他输入设备4072。触控面板4071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板4071上或在触控面板4071附近的操作)。触控面板4071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器410，接收处理器410发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板4071。除了触控面板4071，用户输入单元407还可以包括其他输入设备4072。具体地，其他输入设备4072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
进一步的，触控面板4071可覆盖在显示面板4061上，当触控面板4071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器410以确定触摸事件的类型，随后处理器410根据触摸事件的类型在显示面板4061上提供相应的视觉输出。虽然在图3中，触控面板4071与显示面板4061是作为两个独立的部件来实现电子设备的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板4071与显示面板4061集成而实现电子设备的输入和输出功能，具体此处不做限定。
接口单元408为外部装置与电子设备400连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(i/o)端口、视频i/o端口、耳机端口等等。接口单元408可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到电子设备400内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备400和外部装置之间传输数据。
存储器409可用于存储软件程序以及各种数据。存储器409可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器409可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器410是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器409内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器409内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处理器410可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器410可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器410中。
电子设备400还可以包括给各个部件供电的电源411(比如电池)，优选的，电源411可以通过电源管理系统与处理器410逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
另外，电子设备400包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。
优选的，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器410，存储器409，存储在存储器409上并可在所述处理器410上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器410执行时实现上述同步离合器的运动状态监测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述同步离合器的运动状态监测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)、磁碟或者光盘等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
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