矿用井下防爆电动车防爆电气控制系统及方法与流程

本发明涉及矿用设备控制，尤其涉及矿用井下防爆电动车防爆电气控制系统及方法。

背景技术：

1、矿用井下防爆电动车辆的设计和开发需要满足严格的安全技术要求，这些要求包括防爆性能、电气安全、机械安全、火灾防护等多个方面，以确保在煤矿井下这种特殊环境中的安全运行；而矿用井下防爆电动车辆的电控系统技术可以确保矿用井下防爆电动车辆在满足防爆安全要求的同时，也能够提供可靠的性能和良好的操作体验；

2、但是，在现有电控系统中，无法对防爆电动车辆的电控稳定性能进行监管分析，进而导致防爆电动车辆的电控稳定异常风险增大，不利于防爆电动车辆的稳定控制，且无法防爆电动车辆控制的能源和驱动进行监管，进而无法及时的进行管调，导致能源和驱动对防爆电动车辆控制的影响增大；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供矿用井下防爆电动车防爆电气控制系统及方法，去解决上述提出的技术缺陷，本发明通过从目标防爆电动车的供能和驱动两个角度进行分析，以了解目标防爆电动车的控制干扰风险情况，即以便从供能的角度了解控制稳定性的情况，以降低储能电池对目标防爆电动车的控制稳定性的影响，而从目标防爆电动车驱动的角度进行分析，以保证目标防爆电动车的驱动安全性和稳定性，且通过信息反馈的方式对目标防爆电动车的调控响应进行监管，以便对目标防爆电动车的调控进行优化调整，以提高目标防爆电动车的响应及时性，以及通过信息反馈和信息融合的方式对目标防爆电动车进行控制性能整合评估分析，以了解目标防爆电动车的整体控制效果情况，进而有助于提高目标防爆电动车的控制稳定性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：矿用井下防爆电动车防爆电气控制系统，包括控制管理平台、数据采集单元、能源监管单元、驱动评估单元、实操监管单元、融合控制单元以及管理响应单元；

3、所述数据采集单元用于采集目标防爆电动车的供能风险数据和驱动状态数据，并将供能风险数据和驱动状态数据分别发送至能源监管单元和驱动评估单元；

4、所述能源监管单元在接收到供能风险数据后，立即对供能风险数据进行供能安全监管评估分析，将得到的正常信号发送至实操监管单元，将得到的风险信号发送至管理响应单元；

5、所述驱动评估单元在接收到驱动状态数据后，立即对驱动状态数据进行驱动安全监管反馈分析，将得到的稳定信号发送至实操监管单元，将得到的告警信号发送至管理响应单元；

6、所述实操监管单元用于采集目标防爆电动车调控风险数据，并对调控风险数据进行运行调控监管评估分析，并对得到的调控偏差值和调控趋势风险值进行比对分析，得到优化信号；

7、所述融合控制单元用于对目标防爆电动车进行控制性能整合评估分析，将得到的合格信号和不合格信号发送至管理响应单元。

8、优选的，所述能源监管单元的供能安全监管评估分析过程如下：

9、s1：采集与所述防爆电动车对应的工作时段，并将其设定为时间阈值，同时将所述防爆电动车设定为目标防爆电动车，将时间阈值划分为i个子时间段，i为大于零的自然数，获取到各个子时间段内目标防爆电动车的供能风险数据，供能风险数据包括实况供能值和能源评估值，并将实况供能值和能源评估值与存储的预设实况供能值和能源评估值阈值进行比对分析，若实况供能值小于预设实况供能值阈值，且能源评估值小于预设能源评估值阈值，则判定对应子时间段为正常时段，若实况供能值大于等于预设实况供能值阈值，或能源评估值大于等于预设能源评估值阈值，则判定对应子时间段为风险时段，将风险时段所对应的个数与正常时段所对应的个数之间的比值设定为时段评估系数；

10、s2：获取到时间阈值内目标防爆电动车储能电池的状态风险值，状态风险值表示储能电池的历史使用过程中过充次数和过放次数之间的和值；

11、s3：将时段评估系数和状态风险值分别标号为sp和zf，将时段评估系数sp和状态风险值zf代入公式得到控制干扰评估系数n，将控制干扰评估系数n与其内部录入存储的预设控制干扰评估系数阈值进行比对分析：

12、若控制干扰评估系数n与预设控制干扰评估系数阈值之间的比值小于1，则生成正常信号；

13、若控制干扰评估系数n与预设控制干扰评估系数阈值之间的比值大于等于1，则生成风险信号。

14、优选的，所述实况供能值表示储能电池的温升速率均值超出预设温升速率均值阈值所对应的时长与放电速率均值超出预设放电速率均值阈值所对应的时长之间的重合时长；所述能源评估值表示储能电池的外观特征图像中鼓包面积和线路端口氧化面积所对应数值之间的和值。

15、优选的，所述驱动评估单元的驱动安全监管反馈分析过程如下：

16、获取到时间阈值内目标防爆电动车的驱动状态数据，驱动状态数据包括运行评估值和冷却评估值，将运行评估值和冷却评估值与其内部录入存储的预设运行评估值阈值和预设冷却评估值阈值进行比对分析：

17、若运行评估值小于预设运行评估值阈值，且冷却评估值小于预设冷却评估值阈值，则生成稳定信号；

18、若运行评估值大于等于预设运行评估值阈值，或冷却评估值大于等于预设冷却评估值阈值，则生成告警信号；

19、其中，所述运行评估值表示目标防爆电动车防爆电动机的运行表现参数所对应的数值超出预设阈值的重合持续时长，运行表现参数表示振动幅度均值、异响均值；

20、所述冷却评估值表示目标防爆电动车防爆电动机的散热速率均值低于预设散热速率均值阈值所对应的持续时长。

21、优选的，所述实操监管单元的运行调控监管评估分析过程如下：

22、t1：获取到时间阈值内目标防爆电动车的调控风险数据，调控风险数据包括调控偏差值和历史调控总次数，获取到单次调控所对应的调控响应时长，以次数为x轴，以调控响应时长为y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制调控响应时长曲线，进而从调控响应时长曲线中获取到上升段所对应个数的占比值，并将其设定为调控趋势风险值；

23、t2：调控偏差值表示目标防爆电动车的实际调控响应时长大于设定调控响应时长的部分，实际调控响应时长表示调控指令发送时刻到目标防爆电动车执行调控指令时刻之间的时长；

24、t3：将调控偏差值和调控趋势风险值与其内部录入存储的预设调控偏差值和调控趋势风险值阈值进行比对分析：

25、若调控偏差值小于预设调控偏差值阈值，且调控趋势风险值小于预设调控趋势风险值阈值，则不生成任何信号；

26、若调控偏差值大于等于预设调控偏差值阈值，或调控趋势风险值大于等于预设调控趋势风险值阈值，则生成优化信号。

27、优选的，所述融合控制单元的控制性能整合评估分析过程如下：

28、获取到时间阈值内正常信号所对应的控制干扰评估系数n，同时获取到时间阈值内稳定信号所对应的运行评估值和冷却评估值，以及获取到时间阈值内调控偏差值和调控趋势风险值，并将运行评估值、冷却评估值、调控偏差值以及调控趋势风险值分别标号为yp、lq、tp以及tq；

29、根据公式得到控制性能评估系数r，将控制性能评估系数r与其内部录入存储的预设控制性能评估系数阈值进行比对分析：

30、若控制性能评估系数r与预设控制性能评估系数阈值之间的比值小于1，则生成合格信号；

31、若控制性能评估系数r与预设控制性能评估系数阈值之间的比值大于等于1，则生成不合格信号。

32、本发明的有益效果如下：

33、(1)本发明通过从目标防爆电动车的供能和驱动两个角度进行分析，以了解目标防爆电动车的控制干扰风险情况，即对供能风险数据进行供能安全监管评估分析，以便从供能的角度了解控制稳定性的情况，以降低储能电池对目标防爆电动车的控制稳定性的影响，进而有助于提高目标防爆电动车的控制可靠性，而对驱动状态数据进行驱动安全监管反馈分析，以便从目标防爆电动车驱动的角度进行分析，以保证目标防爆电动车的驱动安全性和稳定性，进而有助于精准的对目标防爆电动车进行控制；

34、(2)本发明通过信息反馈的方式对目标防爆电动车的调控响应进行监管，以便对目标防爆电动车的调控进行优化调整，以提高目标防爆电动车的响应及时性，以及通过信息反馈和信息融合的方式对目标防爆电动车进行控制性能整合评估分析，以了解目标防爆电动车的整体控制效果情况，进而有助于提高目标防爆电动车的控制稳定性。