本发明专利技术公开了一种基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，在运载火箭测试过程中，需要对电磁阀开启关闭过程中的电流曲线进行分析，寻定特征点，根据点与点之间的时间、电流差值，获取电磁阀动作特征参数，判定电磁阀开关过程是否满足设计要求。本发明专利技术通过滑动窗口的方法，在电磁阀电流曲线的开启与关闭阶段，查找曲线中的“起始点”、“开启峰点”、“开启谷点”、“稳态开始点”、“终结点”、“关闭峰点”、“关闭谷点”与“稳态结束点”等特征点。在查找过程中，该方法能够根据规则，自动调整滑动窗口参数，克服随机噪声、数据波动等对特征点寻定结果的影响，快速、准确查找到电磁阀电流曲线中的特征点，完成测试数据自动判读。
1、在液体运载火箭增压输送系统中，需要大量多种类型的流体控制器件，来执行流体通路的启闭、流体的定向和换向、流量和压力的调节以及保护系统的安全等。电磁阀就是这众多流体控制器件中的一种，它可以多次工作，实现流体通路的开启、断流和换向流动。一般用于运载火箭的管路系统中，由控制系统按指令操纵而工作，当控制系统发出电信号时，就能打开或关闭电磁阀，高压气体即可向贮箱进行增压或停止增压。电磁阀还经常用来控制气动阀或其他气动机构，以实现运载火箭所需要的各种程序动作。
2、在运载火箭的测试流程中，需要对电磁阀线圈中的电流变化曲线进行判读，找到电磁阀电流曲线中的特征点，计算出包括稳态电流、启动电流、释放电流、结束电流、电磁阀打开时间、电磁阀关闭时间、峰-峰差值在内的多个动作特征参数，根据这些参数判断电磁阀的响应时间、打开关闭动作特性等，是否满足设计要求，从而判断运载火箭的增压输送系统、各种动作程序是否能够顺利完成既定任务。但是，因为电磁阀在工作过程中会存在电磁干扰、摩擦、电磁特性差异等问题，在所采得的不同电磁阀电流曲线中，所需寻找的特征点特征也会存在差异。并且电流曲线中会有随机波动与锯齿状数据，使得在查找特征点时，特征点会与其他噪声点混淆。因此，寻找一种能够克服这些难点，能够在电磁阀电流曲线中自动查找特征点并计算出动作特征参数的方法，成为了一个既重要又具有挑战的任务。
>1、本专利技术的目的是提供一种基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数的寻定方法，能够自动、快速、准确查找电磁阀电流曲线中的特征点，并计算动作特征参数的方法，克服了电磁阀电流曲线差异化大、存在噪声、波动数据等问题，能够用于运载火箭测发控自动读判读任务中。2、为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
3、本专利技术首先对电磁阀电流数据进行归一化处理，将数据范围限定在0到1范围内，统一数据分析尺度。在归一化处理后的电磁阀特征曲线上，查找的特征点包括，开启阶段的起始点、开启峰点、开启谷点、稳态开始点和关闭阶段的稳态结束点、关闭谷点、关闭峰点、终结点。
4、针对每个特征点，都会有一个配有独立参数的滑动窗口，在电磁阀特征曲线上进行滑动。根据特征点的数据特点，依次在电磁阀特征曲线上确定每个特征点的目标查找窗口。在确定目标查找窗口的过程中，会根据窗口所在的位置是否符合预先给出的检测标准，动态调整滑动窗口参数，确保目标查找窗口位置的准确性。在目标查找窗口中，根据数据点查找规则，确定目标特征点的具体位置。
5、在开启阶段查找起始点时，需要解决的问题是如何找到特征曲线从底部平稳波动区域开始上升的起始点。本专利技术给出的方法是，在开始阶段，滑动窗口从第一个数据点开始，将第一个窗口内的数值记为基准值。从前往后滑动窗口，当窗口内的数值平均值大于基准值加开启阈值之和时，确认计数加1，否则，确认计数重置为0。比较完毕后，将基准值更新为曲线第一个数据点到当前窗口末尾所有数据点的数值平均值。当确认计数大于检查确认步数时，将移动检查确认步数之前的窗口作为目标查找窗口。在目标查找窗口中，找到第一个，数据点与前数据点差值大于开启阈值的点，该点即为起始点。
6、在开启阶段查找开启峰点时，需要解决的问题是如何在数据大小来回波动的特征曲线中，找到电流上升过程中的局部峰值，并且将该点准确标记。本专利技术给出的方法是，滑动窗口从起始点开始，从前往后滑动窗口，如果当前窗口内的数值平均值小于前一个窗口内的数值平均值时，确认计数加1，否则，确认计数重置为0。当确认计数大于检查确认步数时，将移动检查确认步数之前的窗口作为目标查找窗口。在目标查找窗口中，找到数值最大的那个点，该点即为开启峰点。
7、在开启阶段查找开启谷点时，需要解决的问题是如何在数据大小来回波动的特征曲线中，找到电流上升过程中的局部谷值，并且将该点准确标记。本专利技术给出的方法是，滑动窗口从开启峰点开始，从前往后滑动窗口，如果当前窗口内的数值平均值大于前一个窗口内的数值平均值时，确认计数加1,否则，确认计数重置为0。当确认计数大于检查确认步数时，将移动检查确认步数之前的窗口作为目标查找窗口。在目标查找窗口中，找到数值最小的那个点，该点即为开启谷点。
8、在查找开启峰点和开启谷点时，可能会出现查找到的开启峰点与开启谷点在底部数据平稳波动区域，而不是在电流上升区域。造成这种现象的原因是查找到的起始点并不满足要求，并不是底部数据平稳波动区域的最后一个点。本专利技术给出的解决方法是，如果开启峰点、开启谷点的数值小于底部间隙参数值，则将寻定起始点的滑动窗口大小减1，重新查找起始点、开启峰点与开启谷点。
9、如果查找到的开启峰点和开启谷点出现在了数据特征曲线的顶部数据平稳波动区域，则是因为开启峰点与开启谷点的滑动窗口大小过大，错过了电流上升区域的特征点。本专利技术给出的解决方法是，如果以开启峰点、开启谷点为开始点的窗口的数值平均值与1的差值小于顶部间隙值，则将开启峰点、开启谷点的滑动窗口大小减1，重新寻定开启峰点与开启谷点，并重新判定新的开启峰点、开启谷点与底部间隙的关系。
10、在开启阶段查找稳态开始点时，需要解决的问题是如何找到特征曲线从上升过度到顶部平稳波动的稳态开始点。本专利技术给出的方法是，滑动窗口从开启谷点开始往后，将第一个窗口内的数值平均值记为比较值1，第二个窗口内的数值平均值记为比较值2，两个值之差记为基准值。从前往后滑动窗口，如果当前窗口的数值平均值与前一个窗口的数值平均值之差小于基准值，确认计数加1，否则，确认计数重置为0。当确认计数大于检查确认步数时，将当前窗口的数值平均值作为评判值，将移动检查确认步数之前的窗口的第一个数据点到当前窗口最后一个数据点的所有点组合，作为目标查找窗口。目标查找窗口中，第一个数值大于评判值的数据点，即为稳态开始点。
11、在关闭阶段，与开启阶段相反，从后往前，依次滑动窗口，查找终结点、关闭峰点、关闭谷点与稳态结束点。查找方法与开启阶段查找方法基本相同。
12、在相关特征点查找过程中，如果未发现满足要求的目标检查窗口，则将对应特征点的滑动窗口大小参数减1，重新查找对应特征点。
13、滑动窗口大小参数调整过程中，如果窗口大小小于对应的检查确认步数，则停止调整。
14、在寻定所有目标特征点后，根据目标特征点的时间与电流数值，计算得出包括稳态电流、启动电流、释放电流、结束电流、峰-峰差值、电磁阀打开时间、电磁阀关闭时间在内的电磁阀动作特征参数，完成对电磁阀开启关闭动作特性是否满足设计要求的自动判读。
15、基于相同的构思，本专利技术还提供了一种基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定装置，包括：
16、数据预处理模块，用于对电磁阀开关过程中的电流数据进行归一化处理，配置滑动窗口参数及电磁阀动作特征检测标准参数；
17、特征点寻定模块，用于根据特征点查本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，对每个目标特征点，配置一滑动窗口；
3.如权利要求1所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，根据配置的相关参数及起始点寻定算法，从数据第一个点开始，在电磁阀电流曲线中查找开启阶段的起始点；
4.如权利要求3所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，每次查找目标特征点时，初始化一确认计数的参数，用于与检查确认步数参数比较；
5.如权利要求3所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，若根据开启峰点与开启谷点的寻定算法，未找到对应的特征点，或开启峰点与开启谷点的位置不满足电磁阀动作特征检测标准参数中的底部间隙和顶部间隙参数的要求，则需要调整起始点、开启峰点及开启谷点的滑动窗口的大小，重新查找起始点、开启峰点及开启谷点的位置。
6.如权利要求1所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，根据配置的相关参数及终结点寻定算法，从最后一个数据点开始，在电磁阀电流曲线中查找关闭阶段的终结点；
7.如权利要求6所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，每次查找目标特征点时，初始化一确认计数的参数，用于与检查确认步数参数比较；
8.如权利要求6所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，若根据关闭峰点与关闭谷点的寻定算法，未找到对应的特征点，或关闭峰点与关闭谷点的位置不满足电磁阀动作特征检测标准参数中的底部间隙和顶部间隙参数的要求，则需要调整终结点、关闭峰点及关闭谷点的滑动窗口的大小，重新查找终结点、关闭峰点及关闭谷点的位置。
9.一种基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定装置，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，对每个目标特征点，配置一滑动窗口；
3.如权利要求1所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，根据配置的相关参数及起始点寻定算法，从数据第一个点开始，在电磁阀电流曲线中查找开启阶段的起始点；
4.如权利要求3所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，每次查找目标特征点时，初始化一确认计数的参数，用于与检查确认步数参数比较；
5.如权利要求3所述的基于可变滑动窗口的电磁阀动作特征参数寻定方法，其特征在于，若根据开启峰点与开启谷点的寻定算法，未找到对应的特征点，或开启峰点与开启谷点的位置不满足电磁阀动作特征检测标准参数中的底部间隙和顶部间隙参数的要求，则需要调整起始点、开启峰点及开启谷点的滑...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓闯，陈卓，谢芳，戴李刚，王逸凡，赵帅杰，兰旭东，陈锴迪，赵新航，彭炳锋，欧阳李青，
申请(专利权)人：上海航天计算机技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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