本發(fā)明屬于電纜敷設(shè)，具體涉及一種敷設(shè)電力的電纜應(yīng)力監(jiān)測(cè)與速度控制系統(tǒng)、方法及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電力的電纜敷設(shè)是一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。隨著電力需求的不斷增長(zhǎng)和電網(wǎng)的日益復(fù)雜，確保電力電纜敷設(shè)過(guò)程的安全、高效和高質(zhì)量變得尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)電力的電纜敷設(shè)往往依靠經(jīng)驗(yàn)和簡(jiǎn)單的設(shè)備進(jìn)行操作。然而，這種方式存在以下問(wèn)題：

2、1.電纜可能會(huì)因?yàn)閼?yīng)力過(guò)大而導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，芯線可能會(huì)被過(guò)度拉伸或擠壓，破壞了導(dǎo)體的完整性，從而影響電流的傳輸效率和穩(wěn)定性。

3、2.速度控制不當(dāng)可能使電纜在敷設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)急停急啟的情況，這容易造成電纜外皮與敷設(shè)通道之間的劇烈摩擦，增加外皮破損的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而降低的電纜絕緣性能，速度的調(diào)節(jié)往往依賴人工判斷，難以實(shí)現(xiàn)與電纜應(yīng)力狀況的實(shí)時(shí)匹配，導(dǎo)致速度過(guò)快造成電纜應(yīng)力過(guò)大，或者速度過(guò)慢影響施工效率。

4、3.無(wú)法監(jiān)測(cè)應(yīng)力和控制速度可能導(dǎo)致電纜彎曲半徑過(guò)小。長(zhǎng)期處于這種狀態(tài)下，容易導(dǎo)致電纜在敷設(shè)過(guò)程中受到過(guò)度拉伸或擠壓，從而損傷的電纜絕緣層和導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，會(huì)使的電纜絕緣層產(chǎn)生裂紋，縮短的電纜使用壽命，甚至可能引發(fā)短路故障。

5、4.應(yīng)力無(wú)法監(jiān)測(cè)和速度失控還可能引起電纜敷設(shè)的不均勻，出現(xiàn)局部堆積或過(guò)度拉伸的現(xiàn)象，這會(huì)加大后續(xù)維護(hù)的難度和成本。

6、需要一種能夠精確監(jiān)測(cè)電纜應(yīng)力并實(shí)現(xiàn)智能速度控制的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種敷設(shè)電力的電纜應(yīng)力監(jiān)測(cè)與速度控制系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電纜敷設(shè)過(guò)程中的損傷風(fēng)險(xiǎn)大、施工效率低、維護(hù)成本高的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的還在于提供一種敷設(shè)電力的電纜應(yīng)力監(jiān)測(cè)與速度控制方法。

3、本發(fā)明的目的還在于提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。

4、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：

5、一種敷設(shè)電力的電纜應(yīng)力監(jiān)測(cè)與速度控制系統(tǒng)，包括用于采集電纜拉應(yīng)力的拉應(yīng)力傳感器、用于采集電纜側(cè)應(yīng)力的側(cè)應(yīng)力傳感器、用于采集電動(dòng)機(jī)速度的光電編碼器，還包括速度信號(hào)處理模塊、第一低噪音前置放大電路、第二低噪音前置放大電路、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊、網(wǎng)絡(luò)芯片、驅(qū)動(dòng)電路、多信號(hào)融合的時(shí)頻域解析平臺(tái)；所述光電編碼器與速度信號(hào)處理模塊連接；所述拉應(yīng)力傳感器與第一低噪音前置放大電路連接；所述側(cè)應(yīng)力傳感器與第二低噪音前置放大電路連接；所述第一低噪音前置放大電路、第二低噪音前置放大電路分別與數(shù)據(jù)采集模塊連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊、速度信號(hào)處理模塊分別與數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊連接；所述數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊分別與網(wǎng)絡(luò)芯片、驅(qū)動(dòng)電路連接；所述網(wǎng)絡(luò)芯片與多信號(hào)融合的時(shí)頻域解析平臺(tái)連接，所述多信號(hào)融合的時(shí)頻域解析平臺(tái)用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域解析；所述驅(qū)動(dòng)電路用于輸出電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)至三相逆變電路。

6、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊包括adc采集控制單元、adc數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)字濾波單元、數(shù)據(jù)組幀單元與網(wǎng)絡(luò)傳輸單元。

7、進(jìn)一步地，還包括電源模塊，所述電源模塊分別與第一低噪音前置放大電路、第二低噪音前置放大電路、數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊、網(wǎng)絡(luò)芯片電連接。

8、進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)芯片采用rs485物理通信接口。

9、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電路采用hcpl3120驅(qū)動(dòng)電路。

10、一種敷設(shè)電力的電纜應(yīng)力監(jiān)測(cè)與速度控制方法，包括以下步驟：

11、q1:?第一低噪音前置放大電路將拉應(yīng)力傳感器采集的電纜拉應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行放大處理并輸出至數(shù)據(jù)采集模塊；第二低噪音前置放大電路將側(cè)應(yīng)力傳感器采集的電纜側(cè)應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行放大處理并輸出至數(shù)據(jù)采集模塊；光電編碼器采集電動(dòng)機(jī)的速度并輸出至速度信號(hào)處理模塊；

12、q2:?數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行采集、抗干擾處理，將處理后的拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊；速度信號(hào)處理模塊對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)并輸出至數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊；

13、q3：數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊對(duì)拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)、速度信號(hào)進(jìn)行處理，將處理后的拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送給多信號(hào)融合的時(shí)頻域解析平臺(tái)；將對(duì)輸入數(shù)據(jù)處理后優(yōu)化的速度控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路輸出至電力電纜排線機(jī)構(gòu)。

14、進(jìn)一步地，所述步驟q2中數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行抗干擾處理方法，具體包括以下步驟：

15、s1:讀取離散信號(hào)；

16、s2:根據(jù)激勵(lì)信號(hào)的頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行周期截??；

17、s3:將獲得的整周期信號(hào)按照采樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)行疊加；

18、s4:?對(duì)疊加后信號(hào)進(jìn)行處理；具體包括：

19、s401:對(duì)疊加后信號(hào)進(jìn)行隨機(jī)重采樣，獲得設(shè)定個(gè)數(shù)樣本點(diǎn)的序號(hào)和幅值；

20、s402:對(duì)疊加后的信號(hào)進(jìn)行平滑濾波獲取波峰和波谷的幅值,求平均值獲得視在幅值；

21、s5:計(jì)算設(shè)定個(gè)數(shù)重采樣樣本點(diǎn)的信號(hào)波形；

22、s6:基于最小二乘法計(jì)算信號(hào)的視在相位；

23、s7:將視在幅值、視在相位作為信號(hào)初始值，計(jì)算視在信號(hào)；

24、s8:以視在信號(hào)作為理論信號(hào)，以疊加信號(hào)作為觀測(cè)信號(hào)，并對(duì)理論信號(hào)、觀測(cè)信號(hào)采用卡爾曼濾波算法進(jìn)行濾波；

25、s9:判斷濾波后的理論信號(hào)與觀測(cè)信號(hào)之間的誤差值是否滿足設(shè)定值；若是，輸出至數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊；若否，將濾波后的觀測(cè)信號(hào)作為疊加后的信號(hào)，重復(fù)步驟s4-s8。

26、進(jìn)一步地，所述步驟q2中數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行處理采用速度判斷方法，具體包括以下步驟：

27、r1:?數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊根據(jù)采集的拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)、速度信號(hào)以及速度最優(yōu)曲線和應(yīng)力最優(yōu)曲線的給定值，計(jì)算得到電機(jī)速度偏差、電機(jī)速度偏差變化率；

28、r2:對(duì)電機(jī)速度偏差、電機(jī)速度偏差變化率進(jìn)行模糊化、模糊推理和清晰化處理；

29、r3:將處理后的電機(jī)速度偏差、電機(jī)速度偏差變化率輸出至pid自適應(yīng)控制器得到控制速度變化的最優(yōu)參數(shù)；將最優(yōu)參數(shù)輸出至電力電纜排線機(jī)構(gòu)。

30、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行敷設(shè)電力的電纜應(yīng)力監(jiān)測(cè)與速度控制方法。

31、本發(fā)明的有益效果為：通過(guò)速度信號(hào)處理模塊、第一低噪音前置放大電路、第二低噪音前置放大電路、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊、網(wǎng)絡(luò)芯片、驅(qū)動(dòng)電路、多信號(hào)融合的時(shí)頻域解析平臺(tái)；第一低噪音前置放大電路將拉應(yīng)力傳感器采集的電纜拉應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行放大處理并輸出至數(shù)據(jù)采集模塊；第二低噪音前置放大電路將側(cè)應(yīng)力傳感器采集的電纜側(cè)應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行放大處理并輸出至數(shù)據(jù)采集模塊；光電編碼器采集電動(dòng)機(jī)的速度并輸出至速度信號(hào)處理模塊；數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行采集、抗干擾處理，將處理后的拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊；速度信號(hào)處理模塊對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)并輸出至數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊；數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊對(duì)拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)、速度信號(hào)進(jìn)行處理，將處理后的拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)芯片發(fā)送給多信號(hào)融合的時(shí)頻域解析平臺(tái)；將處理后的速度信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路輸出至三相逆變電路。實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力電纜敷設(shè)過(guò)程中拉應(yīng)力信號(hào)、側(cè)應(yīng)力信號(hào)的采集與監(jiān)測(cè)以及對(duì)電動(dòng)機(jī)速度的采集處理與控制；使得電纜敷設(shè)過(guò)程中的損傷風(fēng)險(xiǎn)小、施工效率高、維護(hù)成本低。為有效判斷電力電纜在施工過(guò)程中呈現(xiàn)出的各種狀態(tài)，為施工的安全可靠提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確且關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。