CN115959573A - 二级电子称重方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种二级电子称重方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；若是，则从电子称重***选择第二称重子***，并基于第二称重子***对负载进行称重，得到负载的实际重量数据；和/或，若否，则根据第一称重子***测得的负载的重量数据和第二称重子***测得的负载的重量数据获取负载的实际重量数据。本申请在确定第一称重子***故障时，通过冗余的第二称重子***进行待称重负载的重量测量工作；在第一称重子***正常工作时，通过第二称重子***对第一称重子***的测量数据进行可靠性验证，提高了为电子称重***的的安全性和可靠性。

Description

二级电子称重方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及电子称重的技术领域，尤其涉及一种二级电子称重方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

电子称重是起重行业的安全功能重要组成单元，常规方法中往往会获取被称重物与传感器之间的相互作用力，再将相应的作用力值传递至称重传感器中，经过放大电路将电信号放大后，由AD转换将模拟信号转换至数字信号，最终传入单片机***进行计算处理，完成称重。

目前主要的称重测量方法为静态称重法，该方法在称重装置出现故障会引发结果不准确，甚至称重装置失效时，***则不能稳健运行，因此在安全保障方面，无法满足起重应用下设备长时间运行的安全性需求。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种二级电子称重方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中无法满足起重应用下设备长时间运行的安全性需求的技术问题。

为实现以上目的，本申请提供一种二级电子称重方法，所述二级电子称重方法包括：

在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，

若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

可选地，所述第一称重子***为静态称重***，所述第二称重子***为动态称重***。

可选地，所述基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

获取所述动态称重***的电磁转矩和转子机械角度；

基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量；

获取所述动态称重***的电机阻尼系数和电机转速；

基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据。

可选地，所述基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量的步骤，包括：

采用最小二乘法，对预设的转矩平衡公式进行离散化处理，得到如下离散化转矩平衡公式：

其中，表示电磁转矩，表示电机负载转矩，表示电机转动惯量，表示转子机械角度，k表示预设的离散分段值；

基于所述离散化转矩平衡公式、电机负载转矩和转子机械角度，采用递推辨识法，辨识得到所述动态称重***的电机转动惯量。

可选地，所述基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

将所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数输入至预设的转矩状态方程，得到所述动态称重***的电机负载转矩，其中，所述转矩状态方程如下：

其中，表示电机负载转矩，表示电机转速，表示电机阻尼系数，表示电磁转矩，表示电机转动惯量；

基于所述电机负载转矩，确定所述负载的实际重量数据。

可选地，所述若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

若所述静态称重***未发生故障，则基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据；

确定所述静态重量数据与所述动态重量数据的误差值；

判断所述误差值是否满足预设误差阈值范围指示的误差标准；

若所述误差值未满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，则返回所述基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据的步骤，直至所述误差值满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，基于预设策略得到所述负载的实际重量数据。

可选地，所述基于预设策略得到所述负载的实际重量数据包括：

计算静态重量数据和动态重量数据的平均值，将所述平均值确定为所述负载的实际重量数据；或者，

将所述静态重量数据或者所述动态重量数据中的任意一个数据确定为所述负载的实际重量数据。

可选地，所述基于所述静态称重***，测得所述负载的静态重量数据的步骤，包括：

基于所述静态称重***，确定所述负载的测量信号；

分别采用软件滤波方法和硬件滤波方法对所述测量信号进行滤波处理，得到滤波后的测量信号；

基于所述滤波后的测量信号，确定待补偿重量数据；

基于预设的误差特性模型，确定补偿误差值；

对所述待补偿重量数据进行相应所述补偿误差值的补偿，得到所述负载的静态重量数据。

可选地，所述基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

基于所述动态称重***对所述负载进行连续多次称重，得到多个重量数据；

计算所述多个重量数据的平均值数据，并将所述平均值数据确定为所述负载的实际重量数据。

本申请还提供一种二级电子称重装置，所述二级电子称重装置包括：

确定模块，用于在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

第一称重模块，用于若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，

第二称重模块，用于若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

本申请还提供一种二级电子称重设备，所述二级电子称重设备包括：存储器、处理器以及存储在存储器上的用于实现所述二级电子称重方法的程序，

所述存储器用于存储实现二级电子称重方法的程序；

所述处理器用于执行实现所述二级电子称重方法的程序，以实现所述二级电子称重方法的步骤。

本申请还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有实现二级电子称重方法的程序，所述实现二级电子称重方法的程序被处理器执行以实现所述二级电子称重方法的步骤。

本申请提供的一种二级电子称重方法、装置、设备及存储介质，与现有技术中无法满足起重应用下设备长时间运行的安全性需求相比，在本申请中，在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。即在本申请中，在诊断得到第一称重子***故障时，通过冗余的第二称重子***获得负载的实际重量数量；在第一称重子***正常工作时，通过第二称重子***对第一称重子***测量的负载的重量数据进行可靠性判断，以输出更精确的测量结果，提高了电子称重***的安全性和可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；

图2为本申请二级电子称重方法第一实施例的流程示意图；

图3为本申请二级电子称重装置的模块示意图；

图4为本申请二级电子称重方法第二实施例的流程示意图；

图5为本申请二级电子称重方法的硬件滤波流程示意图；

图6为本申请二级电子称重方法的负载观测器示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1所示，图1是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本申请实施例终端可以是PC，也可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3）播放器、MP4（Moving Picture Experts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面4）播放器、便携计算机等具有显示功能的可移动式终端设备。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入子***比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，终端还可以包括摄像头、RF（Radio Frequency，射频）电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在移动终端移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上（一般为三轴）加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的应用（比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准）、振动识别相关功能（比如计步器、敲击）等；当然，移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作装置、网络通信模块、用户接口模块以及二级电子称重程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端（用户端），与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的二级电子称重程序。

参照图2，本申请实施例提供一种二级电子称重方法，所述二级电子称重方法包括：

步骤S100，在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

步骤S200，若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择动态称重***，并基于所述动态称重***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，

步骤S300，若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述动态称重***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

在本实施例中，具体的应用场景可以是：

在应用了静态称重法的电子称重***中，该方法在称重装置出现故障会引发结果不准确，甚至称重装置失效时，***则不能稳健运行，因此在安全保障方面，无法满足起重应用下设备长时间运行的安全性需求。

具体步骤如下：

步骤S100，在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

在本实施例中，所述二级电子称重方法应用于二级电子称重装置。

在本实施例中，在电子称重***对待称重负载进行称重时，装置确定第一称重子***是否发生故障，其中，所述第一称重子***包含在电子秤重***中，用于对所述待称重负载进行称重测量，所述第一称重子***所采用的称重测量方法按照称重方式分为动态称重法和静态称重法。其中，由于静态称重法相较于动态称重法准确率更高，因此第一称重子***通常采用静态称重法，且由于所述第一称重子***是电子称重***主要的称重测量部分，因此电子称重***对待称重负载进行称重时首先采用第一称重子***对其进行称重测量，同时装置首先需要确定第一称重子***是否发生故障，以下将第一称重子***称为静态称重***。

需要说明的是，所述第一称重子***也可以采用动态称重法，在此不作具体限定。

装置确定第一称重子***是否发生故障的方式可以是装置是否接收到电子称重***发送的关于第一称重子***的故障信号，若接收到第一称重子***的故障信号，装置则判断所述第一称重子***发生故障；若未接收到第一称重子***的故障信号，装置则判断所述第一称重子***正常运作；其中，所述关于第一称重子***的故障信号包括但不限于第一称重子***的组成单元（例如空压机、电磁阀、气缸、控制器、继电器等）故障所产生的信号、传输装置（例如传输带、起重机）故障所产生的信号、检重秤检测异常（例如重量数据偏离目标值过大或过小）所产生的信号等。或者，也可以根据是否接收到第一称重子***输出的负载的重量数据信号确定所述第一称重子***是否发生故障，当在预设时间内未接收到第一称重子***输出的负载的重量数据信号，则说明第一称重子***发生故障。

步骤S200，若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；

在本实施例中，若电子称重***中的第一称重子***发生故障，装置则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对待测量负载进行负载称重，得到第一重量数据。其中，所述第二称重子***同第一称重子***包含在电子秤重***中，其可以在第一称重子***故障时，对所述待称重负载进行称重测量，所述第二称重子***所采用的负载称重测量方法按照称重方式分为动态称重法和静态称重法。其中，由于动态称重法相较于静态称重法可靠性更高，因此所述第二称重子***通常采用动态称重法，并基于所述第二称重子***对待测量负载进行负载称重，得到第一重量数据。

在本实施例中，所述第一称重子***为静态称重***，所述第二称重子***为动态称重***。需要说明的是，在其他实施例中也可以是：第一称重子***为动态称重***，动态称重***为静态称重***，在此不作具体限定。

具体地，所述步骤S200，包括以下步骤S210-S220：

步骤S210，基于所述动态称重***对所述负载进行连续多次称重，得到多个重量数据；

在本实施例中，为避免一次动态数据的偶然性，即可能一次测量数据存在误差过大的情况，装置基于所述动态称重***对所述负载进行连续多次称重，得到多个重量数据。

步骤S220，计算所述多个重量数据的平均值数据，并将所述平均值数据确定为所述负载的实际重量数据。

在本实施例中，装置计算所述多个重量数据的平均值数据，并将所述平均值数据确定为所述负载的实际重量数据，以此提高数据的准确性。

步骤S300，若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

在本实施例中，若电子称重***中的第一称重子***未发生故障，即正常运行，则基于所述第一称重子***对待测量负载进行负载称重，得到相应的重量数据。其中，若电子称重***中的第一称重子***未发生故障，在所述第一称重子***对待测量负载进行负载称重的基础上，也可以启动所述动态称重***对待测量负载进行负载称重，得到相应的重量数据，所述第二称重子***得到的重量数据可以作为第一称重子***得到的重量数据的验证集，以此提高重量数据的准确性。

具体地，所述步骤S300，包括以下步骤S310-S340：

步骤S310，若所述静态称重***未发生故障，则基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据；

在本实施例中，所述动态称重***测得的动态重量数据参照以上步骤S200，在此不再赘述。

在本实施例中，所述静态负载称重是获取被称重物与传感器之间的相互作用力，再将相应的作用力值传递至称重传感器中，经过放大电路将电信号放大后，由AD（模拟/数字）转换将模拟信号转换至数字信号，最终传入单片机***进行计算处理，完成称重，得到静态重量数据。

步骤S320，确定所述静态重量数据与所述动态重量数据的误差值；

在本实施例中，装置确定所述静态重量数据与所述动态重量数据的误差值，其中，所述误差值即所述静态重量数据与所述动态重量数据之差的绝对值。

步骤S330，判断所述误差值是否满足预设误差阈值范围指示的误差标准；

在本实施例中，装置判断所述误差值是否满足预设误差阈值范围指示的误差标准，其中，所述误差标准为自行设定的，用于判断所述静态重量数据与所述动态重量数据的误差是否过大，验证数据的准确性。

步骤S340，若所述误差值未满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，则返回所述基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据的步骤，直至所述误差值满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，基于预设策略得到所述负载的实际重量数据。

在本实施例中，若所述误差值未满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，装置则返回步骤S310，循环执行上述流程，直至所述误差值满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，再基于预设策略得到负载的实际重量数据，以此提高负载称重数据的准确度。其中，所述基于预设策略得到所述负载的实际重量数据包括：

计算静态重量数据和动态重量数据的平均值，将所述平均值确定为所述负载的实际重量数据；或者，

将所述静态重量数据或者所述动态重量数据中的任意一个数据确定为所述负载的实际重量数据。

本申请提供的一种二级电子称重方法，与现有技术中无法满足起重应用下设备长时间运行的安全性需求相比，在本申请中，在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。即在本申请中，在诊断得到第一称重子***故障时，通过冗余的第二称重子***获得负载的实际重量数量；在第一称重子***正常工作时，通过第二称重子***对第一称重子***测量的负载的重量数据进行可靠性判断，以输出更精确的测量结果，提高了电子称重***的安全性和可靠性。

实施例二

基于上述的第一实施例，本申请还提供另一实施例，所述二级电子称重方法包括：

具体地，所述步骤S200，还包括以下步骤A100-A400：

步骤A100，获取所述动态称重***的电磁转矩和转子机械角度；

在本实施例中，电磁转矩是电动机旋转磁场各极磁通与转子电流相互作用而在转子上形成的旋转力矩，转子机械角度是指由轴承支撑的旋转体（转子）当前旋转的角度值。

在本实施例中，装置获取所述动态称重***的电磁转矩和转子机械角度的方式为所述动态称重***中电磁转矩和转子机械角度相应的传感器分别发送电磁转矩和转子机械角度至装置得到的。

步骤A200，基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量；

在本实施例中，装置基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量，其中，所述转动惯量是表征负载转动惯性大小的物理量，转动惯量与负载的质量、质量相对于转轴的分布有关，不同重量的负载的转动惯量不同，并且需要转动惯量才能计算得到电机负载转矩，因此在动态负载称重过程中首先计算所述动态称重***的电机转动惯量。

具体地，所述步骤A200，包括以下步骤A210-A220：

步骤A210，采用最小二乘法，对预设的转矩平衡公式进行离散化处理，得到如下离散化转矩平衡公式：

其中，表示电磁转矩，表示电机负载转矩，表示电机转动惯量，表示转子机械角度，k表示预设的离散分段值；

在本实施例中，首先对转动惯量进行计算，由以下转矩平衡方程计算：

装置采用最小二乘法，基于以上的转矩平衡公式进行离散化处理，得到如上步骤221的离散化转矩平衡公式，其中，最小二乘法是一种在误差估计、不确定度、***辨识及预测、预报等数据处理诸多学科领域应用的数学方法，具体地，最小二乘法是将实际的输出与理论计算的量的差记为误差，再让误差平方最小求出辨识的值，即转动惯量。

步骤A220，基于所述离散化转矩平衡公式、电机负载转矩和转子机械角度，采用递推辨识法，辨识得到所述动态称重***的电机转动惯量。

在本实施例中，装置基于所述离散化转矩平衡公式、电机负载转矩和转子机械角度，采用递推辨识法，辨识得到所述动态称重***的电机转动惯量，其中，递推算法是一种用若干步可重复运算来描述复杂问题的方法，本实施例中，对转动惯量进行递推辨识，最终辨识得到一个准确的机转动惯量。

步骤A300，获取所述动态称重***的电机阻尼系数和电机转速；

在本实施例中，所述阻尼系数是指放大器的额定负载阻抗与功率放大器实际阻抗的比值，所述电机转速即电机的运转速度。

在本实施例中，装置获取所述动态称重***的电机阻尼系数和电机转速的方式为电机阻尼系数和电机转速相应的传感器分别发送电机阻尼系数和电机转速至装置得到的。

步骤A400，基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据。

在本实施例中，装置基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据，其中，所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数计算得到电机的负载转矩，装置基于电机负载转矩得到相应的重量数据，即所述负载的实际重量数据。

具体地，所述步骤A400，包括以下步骤步骤A410-A420：

步骤A410，将所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数输入至预设的转矩状态方程，得到所述动态称重***的电机负载转矩，其中，所述转矩状态方程如下：

其中，表示电机负载转矩，表示电机转速，表示电机阻尼系数，表示电磁转矩，表示电机转动惯量；

步骤A420，基于所述电机负载转矩，确定所述负载的实际重量数据。

在本实施例中，装置基于预设的转矩状态方程计算得到的电机负载转矩准确性高，因此基于所述电机负载转矩所确定的负载的实际重量数据准确度高，以此提高了负载称重的准确性。

实施例三

基于上述的第一实施例和第二实施例，本申请还提供另一实施例，所述二级电子称重方法包括：

具体地，所述步骤S310，包括以下步骤B100-B500：

步骤B100，基于所述静态称重***，确定所述负载的测量信号；

在本实施例中，装置基于所述静态称重***，确定所述负载的测量信号，具体地，将所述待测量负载放置于所述静态称重***的称重传感器上，基于所述待测量负载与所述称重传感器之间的相互作用力，得到作用力相应的电信号，即测量信号。

步骤B200，分别采用软件滤波方法和硬件滤波方法对所述测量信号进行滤波处理，得到滤波后的测量信号；

在本实施例中，装置分别采用软件滤波方法和硬件滤波方法对所述测量信号进行滤波处理，得到滤波后的测量信号，其中，所述软件滤波方法是用软件来识别有用信号和干扰信号，并滤除干扰信号的方法，包括但不限于限幅滤波法（又称程序判断滤波法）、中位值滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）、限幅平均滤波法、一阶滞后滤波法、加权递推平均滤波法、消抖滤波法、限幅消抖滤波法、IIR 数字滤波器等。所述硬件滤波方法是通过输入信号回路的不平衡转换成串模干扰来影响电路的，其中，对信号进行滤波是抑制串模干扰的常用方法之一，并可以根据串模干扰的频率与被测信号频率的分布特性，选用低通、高通或带通滤波器等。

步骤B300，基于所述滤波后的测量信号，确定待补偿重量数据；

在本实施例中，装置基于所述滤波后的测量信号，确定待补偿重量数据，具体地，由所述动态称重***中的AD（模拟/数字）转换模块将模拟信号转换至数字信号，最终传入单片机***进行计算处理，完成称重，得到待补偿重量数据。

步骤B400，基于预设的误差特性模型，确定补偿误差值；

在本实施例中，装置基于预设的误差特性模型，确定补偿误差值，具体地，装置以数字补偿的方式减少非线性误差值，对误差特性进行建模，得到线性补偿、温度补偿、偏倚矫正和重量标定等参数，各个负荷下的待补偿重量数据的补偿量的大小主要由上述参数共同决定。

步骤B500，对所述待补偿重量数据进行相应所述补偿误差值的补偿，得到所述负载的静态重量数据。

在本实施例中，装置对所述待补偿重量数据进行相应所述补偿误差值的补偿，得到第二重量数据，装置基于对待称重负载的静态负载称重，包括软硬件滤波和数字补偿，以此提高静态称重的准确性。

实施例四

基于上述的第一实施例、第二实施例和第三实施例，本申请还提供另一实施例，参照图4，所述二级电子称重方法包括以下步骤C100-C300：

步骤C100，在对待称重负载进行称重时，确定静态称重子***是否发生故障；

步骤C200，若电子称重***中的静态称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择动态称重子***，并基于所述动态称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，

步骤C300，若所述静态称重子***未发生故障，则根据所述静态称重子***测得的所述负载的重量数据和所述动态称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

在本实施例中，静态称重过程是硬件称重，即基于数字应变式称重传感器对负载进行测量，数字式称重传感器的基本组成原理图如图5所示，核心技术主要包括软硬件滤波和数字补偿，本设计中首先以硬件滤波将信号经过差模电容、π型RC低通滤波器和工模电容后实现小信号过滤，由前级电路所组成的模拟滤波器已经对较强的干扰信号进行了一次滤波处理，其次对于仍旧存在的一些干扰和噪声需要进一步滤除，软件滤波则以滑动平均值滤波和Kalman预测矫正滤波器对高斯白噪声进行处理，最后为提升传感器的静态特性的准确性，以数字补偿的方式减少非线性误差值，故对误差特性进行建模，得到线性补偿、温度补偿、偏倚矫正和重量标定等参数，各个负荷下的称重数值的修正量的大小主要由上述参数共同决定。

在本实施例中，动态称重法过程参照第二实施例中的A100-A400，在此不再赘述，另外本申请基于转矩状态方程还提供观测方程以及负载观测器，其中，所述负载观测器参照图6，所述观测方程如下：

并基于所述观测方程的计算反馈增益系数，和观测器期望极点，之间的关系为：

根据计算出的反馈增益系数，，基于以上关系式可构建出***的状态观测器方程，参照图6。

在本实施例中，在静态称重的基础上加入动态称重，在保证测量结果在一定误差范围内的同时，为称重计算的持续运行提供可靠支持，提高了称重***的安全性。

本申请还提供一种二级电子称重装置，所述二级电子称重装置包括：

确定模块10，用于在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

第一称重模块20，用于若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；

第二称重模块30，用于若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

可选地，所述第一称重模块20，包括：

第一获取模块，用于获取所述动态称重***的电磁转矩和转子机械角度；

转动惯量确定模块，用于基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量；

第二获取模块，用于获取所述动态称重***的电机阻尼系数和电机转速；

动态测量重量模块，用于基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据。

可选地，所述转动惯量确定模块，包括：

离散模块，用于采用最小二乘法，对预设的转矩平衡公式进行离散化处理，得到如下离散化转矩平衡公式：

其中，表示电磁转矩，表示电机负载转矩，表示电机转动惯量，表示转子机械角度，k表示预设的离散分段值；

辨识模块，用于基于所述离散化转矩平衡公式、电机负载转矩和转子机械角度，采用递推辨识法，辨识得到所述动态称重***的电机转动惯量。

可选地，所述动态测量重量模块，包括：

负载转矩计算模块，用于将所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数输入至预设的转矩状态方程，得到所述动态称重***的电机负载转矩，其中，所述转矩状态方程如下：

其中，表示电机负载转矩，表示电机转速，表示电机阻尼系数，表示电磁转矩，表示电机转动惯量；

重量转换模块，用于基于所述电机负载转矩，确定所述负载的实际重量数据。

可选地，所述第二称重模块30，包括：

数据测量模块，用于若所述静态称重***未发生故障，则基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据；

误差确定模块，用于确定所述静态重量数据与所述动态重量数据的误差值；

判断模块，用于判断所述误差值是否满足预设误差阈值范围指示的误差标准；

数据核对模块，用于若所述误差值未满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，则返回所述基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据的步骤，直至所述误差值满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，基于预设策略得到所述负载的实际重量数据。

可选地，所述数据测量模块，包括：

信号确定模块，用于基于所述静态称重***，确定所述负载的测量信号；

滤波模块，用于分别采用软件滤波方法和硬件滤波方法对所述测量信号进行滤波处理，得到滤波后的测量信号；

待补偿重量数据确定模块，用于基于所述滤波后的测量信号，确定待补偿重量数据；

补偿误差值确定模块，用于基于预设的误差特性模型，确定补偿误差值；

误差补偿模块，用于对所述待补偿重量数据进行相应所述补偿误差值的补偿，得到所述负载的静态重量数据。

可选地，所述数据核对模块，包括：

平均值数据确定模块，用于计算静态重量数据和动态重量数据的平均值，将所述平均值确定为所述负载的实际重量数据；或者，

实际重量数据确定模块，用于将所述静态重量数据或者所述动态重量数据中的任意一个数据确定为所述负载的实际重量数据。

可选地，所述第一称重模块20，包括：

多次称重模块，用于基于所述动态称重***对所述负载进行连续多次称重，得到多个重量数据；

均值计算模块，用于计算所述多个重量数据的平均值数据，并将所述平均值数据确定为所述负载的实际重量数据。

本申请二级电子称重装置具体实施方式与上述二级电子称重方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

参照图1，图1是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入子***比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，该二级电子称重设备还可以包括矩形用户接口、网络接口、摄像头、RF（Radio Frequency，射频）电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。矩形用户接口可以包括显示屏（Display）、输入子模块比如键盘（Keyboard），可选矩形用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的二级电子称重设备结构并不构成对二级电子称重设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块以及二级电子称重程序。操作***是管理和控制二级电子称重设备硬件和软件资源的程序，支持二级电子称重程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储器1005内部各组件之间的通信，以及与二级电子称重***中其它硬件和软件之间通信。

在图1所示的二级电子称重设备中，处理器1001用于执行存储器1005中存储的二级电子称重程序，实现上述任一项所述的二级电子称重方法的步骤。

本申请二级电子称重设备具体实施方式与上述二级电子称重方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

本申请还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有实现二级电子称重方法的程序，所述实现二级电子称重方法的程序被处理器执行以实现如下所述二级电子称重方法：

在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，

若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

可选地，所述第一称重子***为静态称重***，所述第二称重子***为动态称重***。

可选地，所述基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

获取所述动态称重***的电磁转矩和转子机械角度；

基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量；

获取所述动态称重***的电机阻尼系数和电机转速；

基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据。

可选地，所述基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量的步骤，包括：

采用最小二乘法，对预设的转矩平衡公式进行离散化处理，得到如下离散化转矩平衡公式：

其中，表示电磁转矩，表示电机负载转矩，表示电机转动惯量，表示转子机械角度，k表示预设的离散分段值；

基于所述离散化转矩平衡公式、电机负载转矩和转子机械角度，采用递推辨识法，辨识得到所述动态称重***的电机转动惯量。

可选地，所述基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

将所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数输入至预设的转矩状态方程，得到所述动态称重***的电机负载转矩，其中，所述转矩状态方程如下：

其中，表示电机负载转矩，表示电机转速，表示电机阻尼系数，表示电磁转矩，表示电机转动惯量；

基于所述电机负载转矩，确定所述负载的实际重量数据。

可选地，所述若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

若所述静态称重***未发生故障，则基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据；

确定所述静态重量数据与所述动态重量数据的误差值；

判断所述误差值是否满足预设误差阈值范围指示的误差标准；

若所述误差值未满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，则返回所述基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据的步骤，直至所述误差值满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，基于预设策略得到所述负载的实际重量数据。

可选地，所述基于预设策略得到所述负载的实际重量数据包括：

计算静态重量数据和动态重量数据的平均值，将所述平均值确定为所述负载的实际重量数据；或者，

将所述静态重量数据或者所述动态重量数据中的任意一个数据确定为所述负载的实际重量数据。

可选地，所述基于所述静态称重***，测得所述负载的静态重量数据的步骤，包括：

基于所述静态称重***，确定所述负载的测量信号；

分别采用软件滤波方法和硬件滤波方法对所述测量信号进行滤波处理，得到滤波后的测量信号；

基于所述滤波后的测量信号，确定待补偿重量数据；

基于预设的误差特性模型，确定补偿误差值；

对所述待补偿重量数据进行相应所述补偿误差值的补偿，得到所述负载的静态重量数据。

可选地，所述基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

基于所述动态称重***对所述负载进行连续多次称重，得到多个重量数据；

计算所述多个重量数据的平均值数据，并将所述平均值数据确定为所述负载的实际重量数据。

本申请存储介质具体实施方式与上述二级电子称重方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

本申请还提供一种计算机程序产品、包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的二级电子称重方法的步骤。

本申请计算机程序产品的具体实施方式与上述二级电子称重方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种二级电子称重方法，其特征在于，所述二级电子称重方法包括：

在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，

若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

2.如权利要求1所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述第一称重子***为静态称重***，所述第二称重子***为动态称重***。

3.如权利要求2所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

获取所述动态称重***的电磁转矩和转子机械角度；

基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量；

获取所述动态称重***的电机阻尼系数和电机转速；

基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据。

4.如权利要求3所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述基于所述电磁转矩和所述转子机械角度，确定所述动态称重***的电机转动惯量的步骤，包括：

采用最小二乘法，对预设的转矩平衡公式进行离散化处理，得到如下离散化转矩平衡公式：

其中，T_e表示电磁转矩，T_t表示电机负载转矩，J表示电机转动惯量，ω_m表示转子机械角度，k表示预设的离散分段值；

基于所述离散化转矩平衡公式、电机负载转矩和转子机械角度，采用递推辨识法，辨识得到所述动态称重***的电机转动惯量。

5.如权利要求3所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述基于所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数，确定所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

将所述电机转动惯量、所述电机转速和所述电机阻尼系数输入至预设的转矩状态方程，得到所述动态称重***的电机负载转矩，其中，所述转矩状态方程如下：

其中，T_L表示电机负载转矩，ω表示电机转速，B_m表示电机阻尼系数，T_e表示电磁转矩，J表示电机转动惯量；

基于所述电机负载转矩，确定所述负载的实际重量数据。

6.如权利要求2所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

若所述静态称重***未发生故障，则基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据；

确定所述静态重量数据与所述动态重量数据的误差值；

判断所述误差值是否满足预设误差阈值范围指示的误差标准；

若所述误差值未满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，则返回所述基于所述静态称重***和所述动态称重***，分别测得所述负载的静态重量数据和动态重量数据的步骤，直至所述误差值满足所述预设误差阈值范围指示的误差标准，基于预设策略得到所述负载的实际重量数据。

7.如权利要求6所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述基于所述静态称重***，测得所述负载的静态重量数据的步骤，包括：

基于所述静态称重***，确定所述负载的测量信号；

分别采用软件滤波方法和硬件滤波方法对所述测量信号进行滤波处理，得到滤波后的测量信号；

基于所述滤波后的测量信号，确定待补偿重量数据；

基于预设的误差特性模型，确定补偿误差值；

对所述待补偿重量数据进行相应所述补偿误差值的补偿，得到所述负载的静态重量数据。

8.如权利要求6所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述基于预设策略得到所述负载的实际重量数据包括：

计算静态重量数据和动态重量数据的平均值，将所述平均值确定为所述负载的实际重量数据；或者，

将所述静态重量数据或者所述动态重量数据中的任意一个数据确定为所述负载的实际重量数据。

9.如权利要求2所述的二级电子称重方法，其特征在于，所述基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据的步骤，包括：

基于所述动态称重***对所述负载进行连续多次称重，得到多个重量数据；

计算所述多个重量数据的平均值数据，并将所述平均值数据确定为所述负载的实际重量数据。

10.一种二级电子称重装置，其特征在于，所述二级电子称重装置包括：

确定模块，用于在对待称重负载进行称重时，确定第一称重子***是否发生故障；

第一称重模块，用于若电子称重***中的第一称重子***发生故障，则从所述电子称重***选择第二称重子***，并基于所述第二称重子***对所述负载进行称重，得到所述负载的实际重量数据；和/或，

第二称重模块，用于若所述第一称重子***未发生故障，则根据所述第一称重子***测得的所述负载的重量数据和所述第二称重子***测得的所述负载的重量数据获取所述负载的实际重量数据。

11.一种二级电子称重设备，其特征在于，所述二级电子称重设备包括：存储器、处理器以及存储在存储器上的用于实现所述二级电子称重方法的程序，

所述存储器用于存储实现二级电子称重方法的程序；

所述处理器用于执行实现所述二级电子称重方法的程序，以实现如权利要求1至9中任一项所述二级电子称重方法的步骤。

12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有实现二级电子称重方法的程序，所述实现二级电子称重方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1至9中任一项所述二级电子称重方法的步骤。

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