基于自助采样技术的最优阈值选取方法及极值影响因素分析

发布时间：2020-03-29 17:05

【摘要】：工程车辆在正常服役期间,极值载荷大小受到诸多外界因素的干扰,例如不同司机之间的操作特性差别和物料工况的不同。本文依托国家科技支撑计划项目(项目号:2015BAF07B00),对多种外推方法以及不同操作者和路况对载荷的影响开展了相关研究,结合不同司机在不同工况下测取的九组轮式装载机半轴扭矩数据,研究分析了POT外推法,运用非参数外推法得到了九组装载机在挖掘段的半轴扭矩极值数据。本文主要研究内容如下:1.首先对测试的载荷信号进行分析处理,为后文的载荷数据外推奠定了基础。针对轮式工程车辆在作业时操作复杂、工况多样及操作者差异导致的载荷信号中含有奇异值、噪声和趋势项的问题,阐述了最小二乘法、幅值门限法、梯度门限检测法、统计方差光滑法和小波分形降噪法,并运用最小二乘法和小波分形降噪法对实测载荷数据作了剔除奇异值、趋势项及降噪处理。轮式装载机的作业特点明显,基于车速、铲斗缸位移数据,把装载机半轴扭矩载荷划分为六段,并重点研究了挖掘段载荷数据。2.介绍了常规的阈值确定方法,评价分析了这些方法的不足,并提出了基于自助采样技术的最优阈值选取方法。运用QQ图法、平均概率偏差法和参数稳定性法等拟合检验法对峰度法、MEF法和自助采样法所选取的阈值作了对比,验证了自助采样法的合理性及优势。3.介绍了POT极值外推法的关键步骤,基于不同司机、不同工况下的九组装载机半轴扭矩数据和外推理论,分别求取了九组实测载荷数据的外推极值,并对比了两次相互独立的外推极值。4.重点研究了多种不同外界因素影响下测试的载荷数据经过外推后得到的极值之间差异性。运用统计学原理对三个司机三种工况下的九组装载机半轴扭矩数据作了统计分析,利用SPSS软件对司机的操作特性和工况作了单变量多因素差异性分析,最后利用非参数外推法对九组装载机半轴扭矩数据的挖掘段进行外推,将测试极值和POT外推极值与非参数极值作了对比,并对比了不同司机、工况下的外推极值,说明了司机的操作差异对外推极值的影响。本文基于轮式装载机在不同司机不同工况下测取的多组半轴扭矩数据,重点分析了目前常用的外推方法的合理性,研究了司机的操作特性和作业对象对测试载荷数据及其外推极值的影响,为载荷谱编制中诸多外界因素的干扰提供参考。
【图文】：

测试载荷数据的准确度直接影响了编制的载荷谱作业时载荷变化较大、作业方式频繁变化和作业路面环中，很多不确定因素都会影响测试信号的准确性。针对测试信号采取合适的方法进行分析与处理，是首先应该机 A、B 和 C 在大石子、石粉和小石子工况下测试的装载乘法，消除了测试数据的趋势项；然后利用小波分形原进行了奇异点剔除及降噪。通过分析轮式装载机的作业，，把装载机半轴扭矩载荷划分为六段。的采集简介，本测试以常见的某装载机为研究对象。

额定载重量 5 t额定斗容 3 m3最大掘起力 165 kN最大牵引力 175 kN动臂提升时间 5.4 s三项和时间 9.47 s最大装卸高度 2970 mm对应卸载距离 1200 mm最大爬坡度 26 。发动机额定功率 162 kw发动机额定转速 2200 rpm2.1.2 典型工况测试本次测试选取作业对象：大石块、小石子、细沙。如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH22

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本文编号：2606259