【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于履带车辆传动装置测试，具体涉及一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法及装置。
技术介绍
一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法及装置传动装置健康状态的监测与评估直接关系到车辆的可靠性和安全性。目前，传动装置健康监测方法包括了数值建模、试验测试、专家经验等方式。数值模型没有考虑装置真实运行的时变因素，导致分析结果存在片面性、保真度低、误差较大、可行度低，频繁出现“仿而不全，仿而不真”的现象。另外，目前常用专家系统与传感器数据耦合的方式来评估装置的运行状态，但是专家系统不能从推理的实例中获得新知识，对预测新奇故障和一些边缘性问题的求解具有脆弱性、滞后性。例如，专利zl202210459301.5给出了一种传动装置低温起动阻力测试及数据处理方法，通过对试验后获取的数据进行快速发展的数字孪生技术为突破上述瓶颈提供了崭新的思路。通过仿真模型、实时传感器数据以及专家系统等，构建多学科、多尺度等耦合特性的孪生模型，能够在虚拟空间中实现物理实体形态和性能的精确模拟与映射。专利cn202210916802.1提出了一种电传动装置动力学性能数字孪生体构建系统及方法，将电机转速发送给孪生模型获得各零部件的实时转速、转矩和功率参数。然而，孪生系统孪生数据和物理实体传感器数据之间的传输、存储、调用等需要考虑实时性、准确性、同步性等问题，限制数字孪生技术的应用。
技术介绍
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法及装置，建立物理实体与数值模型的协同通
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法，包括以下步骤：
4、步骤s1、启动数字孪生传动装置，初始化传动装置结构参数；其中，数字孪生传动装置包括物理实体、孪生体和监测平台；
5、步骤s2、物理实体传感器采集实测数据；
6、步骤s3、孪生体请求孪生数据库中的实测数据，并将其作为孪生模型的输入；其中，作为输入的实测数据不包括涡轮轴和输出轴的转矩数据；
7、步骤s4、孪生体对输入的实测数据进行解析，并初始化孪生模型的工况条件；构建运动学方程，确定传动装置各构件当前时刻的转速和运动趋势；构建力矩平衡方程，进行动力学求解，获得当前时刻各构件转矩，包括传动装置涡轮轴和输出轴转矩；
8、步骤s5、将实测数据涡轮轴与输出轴的转速转矩数据与孪生数据进行对比验证；以实测数据与孪生数据间的平均相对误差作为判断依据，若平均相对误差不小于10％，则记录异常数据，并进行状态异常预警，预警信息直接上传至监测平台；若小于10％，则认为数据正常，记录当前时刻所有数据，包括实测数据、孪生数据以及运动学和动力学的对比结果。
9、作为优选，实测数据包含：发动机油门开度、发动机转速、传动装置档位、离合器油压、涡轮轴转速转矩和输出轴转速转。
10、作为优选，还包括：步骤s6、监测平台利用mqtt协议和加密传输方法从孪生数据库中提取并保存当前运算阶段的所有记录的数据，同时对数据进行解析，实现实时监测与评估反馈。
11、本专利技术还提供一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯装置，包括：
12、初始化模块，用于启动数字孪生传动装置，初始化传动装置结构参数；其中，数字孪生传动装置包括物理实体、孪生体和监测平台；
13、采集模块，用于通过物理实体传感器采集实测数据；
14、第一处理模块，用于通过孪生体请求孪生数据库中的实测数据，并将其作为孪生模型的输入；其中，作为输入的实测数据不包括涡轮轴和输出轴的转矩数据；
15、第二处理模块，用于孪生体对输入的实测数据进行解析，并初始化孪生模型的工况条件；构建运动学方程，确定传动装置各构件当前时刻的转速和运动趋势；构建力矩平衡方程，进行动力学求解，获得当前时刻各构件转矩，包括传动装置涡轮轴和输出轴转矩；
16、优化模块，用于将实测数据涡轮轴与输出轴的转速转矩数据与孪生数据进行对比验证；以实测数据与孪生数据间的平均相对误差作为判断依据，若平均相对误差不小于10％，则记录异常数据，并进行状态异常预警，预警信息直接上传至监测平台；若小于10％，则认为数据正常，记录当前时刻所有数据，包括实测数据、孪生数据以及运动学和动力学的对比结果。
17、作为优选，实测数据包含：发动机油门开度、发动机转速、传动装置档位、离合器油压、涡轮轴转速转矩和输出轴转速转。
18、作为优选，还包括：反馈模块，用于通过、监测平台利用mqtt协议和加密传输方法从孪生数据库中提取并保存当前运算阶段的所有记录的数据，同时对数据进行解析，实现实时监测与评估反馈。
19、本专利技术能够通过孪生体模型预测传动装置的维护需求和潜在故障，及时给出维护和修复的建议。该模型结合实时和历史数据，精确分析装置关键部件的转矩和转速特性，从而实现了预测性维护，显著减少了意外停机和维修成本。
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1.一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法，其特征在于，实测数据包含：发动机油门开度、发动机转速、传动装置档位、离合器油压、涡轮轴转速转矩和输出轴转速转。
3.如权利要求2所述的用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法，其特征在于，还包括：步骤S6、监测平台利用MQTT协议和加密传输方法从孪生数据库中提取并保存当前运算阶段的所有记录的数据，同时对数据进行解析，实现实时监测与评估反馈。
4.一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯装置，其特征在于，包括：
5.如权利要求4所述的用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯装置，其特征在于，实测数据包含：发动机油门开度、发动机转速、传动装置档位、离合器油压、涡轮轴转速转矩和输出轴转速转。
6.如权利要求5所述的用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯装置，其特征在于，还包括：反馈模块，用于通过、监测平台利用MQTT协议和加密传输方法从孪生数据库中提取并保存当前运算阶段的所有记录的数据，同时对数据进行解析
...【技术特征摘要】
1.一种用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法，其特征在于，实测数据包含：发动机油门开度、发动机转速、传动装置档位、离合器油压、涡轮轴转速转矩和输出轴转速转。
3.如权利要求2所述的用于数字孪生传动装置的跨域数据通讯方法，其特征在于，还包括：步骤s6、监测平台利用mqtt协议和加密传输方法从孪生数据库中提取并保存当前运算阶段的所有记录的数据，同时对数据进行解析，实现实时监测与评估反馈。
...【专利技术属性】
技术研发人员：于亮，张丁戈，陈漫，郑长松，熊涔博，李和言，冯毓庆，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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