一种基于支持向量机的钢坝闸门自检自控系统及控制方法与流程

1.本发明属于钢坝闸门自动控制调节系统技术领域，具体涉及一种基于支持向量机的钢坝闸门自检自控系统及控制方法。


背景技术：

2.在现有技术中，“钢坝闸门是一种新颖、美观、实用的闸型，它在运行时升起闸门可蓄水，放倒闸门可行洪，挡水时可以适当调节一定开启角度来调节水位，同时闸门门顶可溢流过水，形成了人工瀑布的景观效果。 闸门采用钢材，表面进行热喷锌防腐处理，坚固耐用。运转件采用特殊复合材料，在水下运行无需加润滑油。闸门通过液压设备启闭，速度快，一般在几分钟之内即可完成。特有的锁定装置，可以有效地控制闸门开启角度，水位可以任意调节。
3.经过检索发现，在授权公告号为cn109183730a的中国专利中公开了一种控制钢坝闸门同步运行的装置和方法，利用控制钢坝闸门同步运行的装置，在钢坝闸门运行过程中利用角度检测器实时采集两侧支臂的旋转角度并上传微控制器，微控制器根据两支臂的角度偏差进行分析判断，调整两侧支臂的运行速度，保持钢坝闸门的同步运行。本发明采用倾角传感器直接检测钢坝闸门两支臂的旋转角度；倾角传感器的采集精度可达0.01度，远大于检测油缸行程再换算成运行角度的精度。本发明倾角传感器直接检测钢坝闸门两支臂的旋转角度，可消除由于安装误差造成同一角度两油缸行程不一致引起的同步偏差。
4.上述技术方案通过倾角传感器直接检测钢坝闸门两支臂的旋转角度，可消除由于安装误差造成同一角度两油缸行程不一致引起的同步偏差，但上述专利还存有不足，无法实时对闸门开合的角度进行限位，使闸门在开合放水时容易被石块碰撞造成倾斜，还无法实时自检测水位的环境情况，上述专利还不能对闸门后侧下部水源杂质进行清理，这会容易造成闸门后侧堵塞，影响后续水轮发电机的运行。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种智能化钢坝闸门自检自控系统及控制方法，旨在解决现有技术中的无法实时对闸门开合的角度进行限位，使闸门在开合放水时容易被石块碰撞造成倾斜，无法实时自检测水位的环境情况，还不能对闸门后侧下部水源杂质进行清理，这会容易造成闸门后侧堵塞，影响后续水轮发电机的运行问题；本发明的另一个目的在于系统中加入支持向量机模块，通过预测模型判断闸门是否存在异常情况，例如闸门卡阻的问题，及时发现并采取相应的控制措施，提高了钢坝闸门的安全性和可靠性。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢坝闸门自检自控系统，包括：第一连接板，所述第一连接板的顶端固定连接有水轮发电机，所述第一连接板的顶端固定连接有两个l形连接块，所述第一连接板内设有自检自控系统；钢坝闸门本体，所述钢坝闸门本体设于第一连接板的上侧；
连接座，所述连接座设有两个，两个所述连接座分别固定连接于两个l形连接块的顶端；第一汽缸，所述第一汽缸设有两个，两个所述第一汽缸分别固定连接于两个l形连接块的顶端；以及连接机构，所述连接机构设于钢坝闸门本体的后侧，所述连接机构和两个连接架连接以限位；清理机构，所述清理机构设于第一连接板的上侧，所述清理机构和第一连接板连接以清理杂质。
7.作为本发明一种优选的方案，所述连接机构包括：连接架，所述连接架设有两个，两个所述连接架均固定连接于钢坝闸门本体的前端，两个所述连接架的相靠近端均固定连接有第六转杆，两个所述第六转杆的一端分别贯穿两个连接架的相靠近端并固定连接有于两个连接架的相远离端；凹形安装座，所述凹形安装座设有两个，两个所述凹形安装座分别固定连接于两个钢坝闸门本体的前端；拉动套筒，所述拉动套筒设有两个，两个所述拉动套筒分别固定连接于两个连接座的伸缩端，两个所述拉动套筒分别转动连接于两个凹形安装座的圆周表面；第三转杆，所述第三转杆转动连接于两个连接座的相靠近端；限位组件，所述限位组件设于两个连接座之间，所述限位组件和第三转杆连接以限位。
8.作为本发明一种优选的方案，所述清理机构包括：第二收纳盒，所述第二收纳盒设有两个，两个所述第二收纳盒分别固定连接于第一连接板的两端；弧形槽，所述弧形槽开设于第一连接板的顶端；第一筛网，所述第一筛网固定连接于第一连接板的顶端；第五转杆，所述第五转杆转动连接于两个弧形槽的相靠近端；螺旋式清理叶，所述螺旋式清理叶固定连接于第五转杆的圆周表面；第二筛网，所述第二筛网固定连接于第一连接板的顶端。
9.作为本发明一种优选的方案，所述限位组件包括：第三连接板，所述第三连接板固定连接于其中一个l形连接块的顶端；连接孔，所述连接孔开设于第三连接板的一侧端；第二汽缸，所述第二汽缸固定连接于第三转杆的圆周内壁；连接杆，所述连接杆固定连接于其中一个l形连接块的一侧端；棘轮，所述棘轮固定连接于第三转杆的圆周表面；棘齿，所述棘齿滑动连接于连接杆的圆周表面；转动套筒，所述转动套筒固定连接于棘齿的一侧端；固定块，所述固定块固定连接于其中一个l形连接块的一侧端；弹簧，所述弹簧设有两个，两个所述弹簧分别固定连接于固定块和棘齿的相靠近端；连接盘，所述连接盘转动连接于转动套筒的圆周表面，所述连接盘固定连接于第
二汽缸的伸缩端；检测部件，所述检测部件设有两组，两组所述检测部件均设于两个l形连接块之间，两组所述检测部件和棘轮连接以监测。
10.作为本发明一种优选的方案，所述检测部件包括：反应板，所述反应板固定连接于棘轮的一侧端；位置传感器，所述位置传感器固定连接于第三连接板的一侧端。
11.作为本发明一种优选的方案，所述钢坝闸门本体的顶端固定连接有第一收纳盒，所述第一收纳盒的顶端固定连接有水位检测设备。
12.作为本发明一种优选的方案，两个所述l形连接块的相靠近端均固定连接有水源流量计，其中一个所述第二收纳盒的一侧端转动连接有第二转杆。
13.作为本发明一种优选的方案，所述钢坝闸门本体的前端开设有连通孔，所述钢坝闸门本体的前端固定连接有电动阀门，两个所述l形连接块的相靠近端固定连接有第二连接板。
14.作为本发明一种优选的方案，所述自检自控系统由自动检测模块和自动控制模块组成作为本发明一种优选的方案，一种钢坝闸门自检自控系统的控制方法，包括如下步骤：s1、在需要对钢坝闸门本体进行控制开合时，人员先使用外部智能并联控制器对两个第一汽缸启动，只需对两个第一汽缸控制伸缩端会进行收缩，收缩时会两个第一汽缸自身的伸缩端会同时带动两个拉动套筒移动，然后两个拉动套筒会同时带动两个凹形安装座向后移动，两个凹形安装座会在同步带动两个连接架，使两个连接架同步移动，然后两个连接架会在两个连接座内转动，使连接架自身的角度会产生倾斜，在两个连接架移动时会同步带动钢坝闸门本体进行翻转，使钢坝闸门本体自身的角度变化将水源引出，在两个连接架转动时会带动第三转杆顺时针同步转动，第三转杆在转动时会带动限位组件中的零部件运行，第一汽缸伸缩端停止收缩时，钢坝闸门本体自身会稳定停留在一定倾斜角度，两个第一汽缸自身带有制动力，并且限位组件中的零部件也会稳定对第三转杆自身限位，使避免第三转杆进行转动，使两个连接架的角度下降，影响钢坝闸门本体开合的放水量，水轮发电机会将钢坝闸门本体放出的水源进行转换为电能，以此产生电能资源，两个水源流量计安装在两个l形连接块的相靠近端，两个水源流量计自身的检测端会将水源的流量进行检测。
15.s2、在第三转杆顺时针转动时会带动表面固定的两个棘轮进行转动，然后两个棘轮在转动时会不断间歇啮合表面的棘齿，棘齿会在连接杆的圆周表面滑动，棘齿在啮合时自身会对两个弹簧碰撞，使两个弹簧自身收缩，通过两个弹簧自身的弹性可以使棘齿复位，棘齿自身在啮合通过两个弹簧小幅度转动时会带动转动套筒在连接盘内转动，在需要解除对连接杆的限位时，人员只需使用智能并联控制器对第二汽缸启动，第二汽缸自身的伸缩端会带动连接盘，然后连接盘会再通过转动套筒带动棘齿移动，棘齿向一侧移动时会带动两个弹簧扩张，直至第三转杆复位完毕后，人员在使用外部智能并联控制器对第二汽缸启动，使第二汽缸自身的伸缩端复位。
16.s3、自动检测模块中含有定时检测单元，定时检测单元会在规定时间内重复对反
应板的位置进行检测是否存有偏移，数据储存单元用于储存检测和感应的信息数据，自检自控系统与位置传感器、反应板、水位检测设备、第二汽缸、水轮发电机、第一汽缸、水源流量计和电动阀门之间电性连接，并且自检自控系统中带有智能并联控制器，智能并联控制器用于对位置传感器、反应板、水位检测设备、第二汽缸、水轮发电机、第一汽缸、水源流量计和电动阀门控制启动或启停，信息接收单元会将自动检测模块所检测的信息反应给反馈单元，然后反馈单元会将信息自动反馈给自动控制模块，然后通过自动控制模块对零部件进行控制启动。
17.进一步， 所述自动控制模块还包括支持向量机模块，基于采集的数据，通过训练和学习，建立钢坝闸门状态的预测模型，并能够根据模型预测结果判断闸门是否存在异常；根据支持向量机模块的判断结果，实现对钢坝闸门的自动控制，包括打开、关闭、调节等操作；具体过程为：数据采集与准备:支持向量机模块首先需要采集并准备用于训练的数据集，这些数据集应包括正常运行状态下的闸门数据以及各种已知异常情况下的闸门数据，包括闸门卡阻、损坏，数据集应包含与这些异常情况相关的特征，如闸门位置、水位、水压；特征提取与选择:在数据集准备好后，需要对数据进行特征提取与选择；数据标注与训练:在特征提取和选择完成后，需要对数据进行标注，为每个数据样本标注其对应的状态，包括正常状态和各种异常状态，使用标注好的数据集对支持向量机模型进行训练，训练过程中，模型将学习正常和异常状态之间的关系，并建立预测模型；异常检测与预测:训练完成后，支持向量机模块通过输入实时采集的数据来进行异常检测和预测，模型将根据输入数据的特征，通过预测模型进行判断，判断闸门是否处于异常状态，如果模型预测闸门存在异常情况，系统将进行相应的处理；控制措施的采取:当支持向量机模块判断闸门存在异常情况时，系统需要采取相应的控制措施，具体措施可以根据异常情况的严重程度和紧急性来确定，如果检测到闸门卡阻，系统可以自动发送指令，使闸门停止运动，并通知相关人员进行检修或维修。
18.进一步，支持向量机模块内部执行改进支持向量机算法，算法具体过程为：假设有两个核函数k1(x,y)和k2(x,y)，对应的权重分别为w1和w2，构建一个多核融合分类器；首先，将两个核函数进行线性组合，得到融合的核函数k(x,y)：k(x,y)=w1*k1(x,y)+w2*k2(x,y)然后根据融合的核函数构建分类决策函数：f(x)=sign(σ[α_i*y_i*k(x_i,x)]+b)其中，α_i是支持向量的拉格朗日乘子，y_i是对应的类别标签，x_i是对应的支持向量，b是偏置项；k(x_i,x)为分类决策核函数；通过以上公式推导过程，得到一个基于多核融合技术的分类器，该分类器能够综合利用多个核函数的特征来进行分类判断；假设有n个训练样本x_i，i=1,2,...,n；对应的类别标签y_i，同时有m个核函数k_m(x,y)，m=1,2,...,m；首先，构建核矩阵k，其元素k_ij表示样本x_i和x_j之间的核函数计算结果，即：k_ij=[k_1(x_i,x_j),k_2(x_i,x_j),...,k_m(x_i,x_j)]
其中k_1(x_i,x_j),k_2(x_i,x_j),...,k_m(x_i,x_j)为核矩阵项，引入权重向量w=[w_1,w_2，...,w_m]，其中w_m表示第m个核函数的权重；根据多核融合技术的目标，希望最小化以下目标函数j(w)：minimize j(w)=w^t*h*wsubject to w^t*e=1权重w大于等于0其中，w^t为w的转置，h为核矩阵k的正半定对称版本，e为全1向量；使用内点法求解上述优化问题：在求解得到最优权重向量w后，可以使用以下公式来构建多核融合分类器f(x)：f(x)=sign(σ[w_m*k_m(x,x_i)]+b)，其中，b为偏置项，k_m(x,x_i)为核矩阵项。
[0019]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过清理机构中的第二筛网和第一筛网的组成会对水源中的杂质进行筛离，使杂质可以停留在第一筛网和第二筛网的外表面，筛离杂质的水源会通过第一筛网和第二筛网自身带有的孔继续流动，第五转杆自身在转动时会带动表面的螺旋式清理叶，然后螺旋式清理叶会对第二筛网的外表面附着的杂质进行清理，由于第一筛网自身呈弧形状，第一筛网外表面附着的杂质会掉落至第二筛网的外表面，使后续水轮发电机在运行时更加稳定，在对钢坝闸门本体进行限位时，先将与连接架连接的第三转杆进行限位，第三转杆作为驱动两个连接架转动的下部活动端，第三转杆在进行反向转动时，棘齿则会对反应板自身进行限位，使与两个棘轮连接的第三转杆稳稳停留原位不易松动，两个限位杆用于对棘齿外扩时的角度进行限位，避免两个棘齿过度外扩，使第三转杆稳稳限位在原位，上部人员只需通过智能并联控制器对两个第一汽缸控制启停即可，使两个第一汽缸自身带有的制动力会对两个拉动套筒限位，使与拉动套筒连接的凹形安装座会稳定两个连接架进行限位，最终使得连接架的上下两部得到精准限位，自检自控系统与位置传感器、反应板、水位检测设备、第二汽缸、水轮发电机、第一汽缸、水源流量计和电动阀门之间电性连接，并且自检自控系统中带有的智能并联控制器用于对位置传感器、反应板、水位检测设备、第二汽缸、水轮发电机、第一汽缸、水源流量计和电动阀门控制启动或启停，信息接收单元会将自动检测模块所检测的信息反应给反馈单元，然后反馈单元会将信息自动反馈给自动控制模块，然后通过自动控制模块对零部件进行控制启动，因此通过自检自控系统可以实时自检测水源水位的环境情况，使得在使用起来时更加稳定更加经济环保。
[0020]
2、位置传感器会实时检测反应板自身是否存有过多偏移转动，位置传感器自身会定时将信息传输给自检自控系统中，两个反应板和位置传感器相匹配，位置传感器呈环形状，可以提供充分的面积供位置传感器的检测端检测，检测完毕的数据会反馈给信息接收单元中，然后信息接收单元在反馈给自动控制模块，以此实时智能控制。
[0021]
3、筛离杂质的水源会通过第一筛网和第二筛网自身带有的孔继续流动，第五转杆自身在转动时会带动表面的螺旋式清理叶，然后螺旋式清理叶会对第二筛网的外表面附着的杂质进行清理，由于第一筛网自身呈弧形状，第一筛网外表面附着的杂质会掉落至第二筛网的外表面。
[0022]
4、通过支持向量机模块的应用，实现对钢坝闸门的自动监测和自动控制，减少了人工干预的需求，提高了系统的自动化水平。支持向量机模块中的改进支持向量机算法能
够对采集的数据进行快速而准确的分析和预测，提高了钢坝闸门状态检测的准确性和响应速度；支持向量机模块能够通过预测模型判断闸门是否存在异常情况，例如闸门卡阻、损坏等，及时发现并采取相应的控制措施，提高了钢坝闸门的安全性和可靠性，提供准确的状态预测和异常判断，为钢坝闸门的运行和维护提供科学依据，降低了操作风险。
附图说明
[0023]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明的立体图；图2为本发明的第一视角侧视立体图；图3为本发明的第一视角爆炸立体图；图4为本发明的第二视角爆炸立体图；图5为本发明的第一视角剖视立体图；图6为本发明的第二视角剖视立体图；图7为本发明图6中限位组件的局部放大图；图8为本发明的自检自控系统流程图；图9为本发明的自动模块流程图。
[0024]
图中：1、第一连接板；2、钢坝闸门本体；3、凹形安装座；4、水轮发电机；5、电动阀门；6、第一收纳盒；7、限位组件；701、棘轮；702、反应板；703、连接盘；704、转动套筒；705、棘齿；706、固定块；707、弹簧；708、连接杆；709、第二汽缸；7010、位置传感器；8、清理机构；801、弧形槽；802、第五转杆；803、第一筛网；804、螺旋式清理叶；805、第二转杆；806、第二筛网；807、第二收纳盒；9、第一汽缸；10、连接架；11、拉动套筒；12、连接座；13、l形连接块；14、第二连接板；15、水位检测设备；16、第三连接板；17、水源流量计；18、第三转杆；19、连接孔；20、第六转杆；21、限位杆。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
实施例1请参阅图1-图9，本发明提供以下技术方案：一种钢坝闸门自检自控系统，包括：第一连接板1，第一连接板1的顶端固定连接有水轮发电机4，第一连接板1的顶端固定连接有两个l形连接块13，第一连接板1内设有自检自控系统；钢坝闸门本体2，钢坝闸门本体2设于第一连接板1的上侧；连接座12，连接座12设有两个，两个连接座12分别固定连接于两个l形连接块13的顶端；第一汽缸9，第一汽缸9设有两个，两个第一汽缸9分别固定连接于两个l形连接块
13的顶端；以及连接机构，连接机构设于钢坝闸门本体2的后侧，连接机构和两个连接架10连接以限位；清理机构8，清理机构8设于第一连接板1的上侧，清理机构8和第一连接板1连接以清理杂质。
[0027]
在本发明的具体实施例中，第一连接板1和l形连接块13为混凝土钢筋铸成，两个l形连接块13安装在第一连接板1内，第二连接板14采用点焊的方式固定在两个l形连接块13的相靠近端，两个第二连接板14自身用于和外部的管道连接，以此用于将水源进行传输，两个连接架10通过两个拉动套筒11稳稳转动在两个连接座12的两侧内壁，两个连接座12呈凹形状本身带有内壁，连接座12采用焊接的方式固定在l形连接块13内的混凝土钢筋表面，钢坝闸门本体2呈方形状，连接架10采用螺栓式可拆卸连接固定在钢坝闸门本体2的前端，两个使连接架10自身在活动会同步带动连接座12翻转，水轮发电机4采用可拆卸连接的方式固定在两个l形连接块13的相靠近端，水轮发电机4会将钢坝闸门本体2所开方的水源进行转换，两个第二收纳盒807呈凹形状，通过两个第二收纳盒807自身的形状可以进行收纳清理出的杂质，两个第二收纳盒807自身用于对第五转杆802进行支撑，水位检测设备15用于对水源的高度进行检测，水位检测设备15检测的数据会实时反馈给信息接收单元，连接机构中的两个连接架10呈三角状，连接架10的中部转动在两个连接座12内，通过两个连接架10自身的形状，可以使两个连接架10自身在带动钢坝闸门本体2时更稳定，拉动套筒11和凹形安装座3相匹配，拉动套筒11转动在凹形安装座3的外表面，通过两个第六转杆20和两个凹形安装座3的配合使在带动连接架10活动时更加稳定，第二转杆805和外部防水电机输出轴连接，第二转杆805的一端贯穿其中一个第二收纳盒807的一侧端并固定在第五转杆802的圆周表面，使第二转杆805转动的同时会带动第五转杆802同步转动，第三转杆18的两端分别活动贯穿两个连接座12的相远离端并固定两个第六转杆20的圆周表面，两个第六转杆20在活动时会同步带动第三转杆18活动并转动，自动检测模块中含有的定时检测单元会将进行提示，在多个时间段供自动检测模块中的智能控制器自动控制水位检测设备15和位置传感器7010运行，水位检测设备15和位置传感器7010运行的信息给信息接收单元，然后信息接收单元会将信息传递给反馈单元，反馈单元会将信息传输给外部接收设备，以此自动检测水位检测设备15和位置传感器7010不同运行状态。
[0028]
连接机构包括：连接架10，连接架10设有两个，两个连接架10均固定连接于钢坝闸门本体2的前端，两个连接架10的相靠近端均固定连接有第六转杆20，两个第六转杆20的一端分别贯穿两个连接架10的相靠近端并固定连接有于两个连接架10的相远离端；凹形安装座3，凹形安装座3设有两个，两个凹形安装座3分别固定连接于两个钢坝闸门本体2的前端；拉动套筒11，拉动套筒11设有两个，两个拉动套筒11分别固定连接于两个连接座12的伸缩端，两个拉动套筒11分别转动连接于两个凹形安装座3的圆周表面；第三转杆18，第三转杆18转动连接于两个连接座12的相靠近端；限位组件7，限位组件7设于两个连接座12之间，限位组件7和第三转杆18连接以限位。
[0029]
本实施例中：四个第六转杆20分别转动在两个连接座12两侧内壁，四个第六转杆20自身用于对两个连接架10进行支撑，第一汽缸9自身的伸缩端收缩带动拉动套筒11时，拉动套筒11会同步带动凹形安装座3移动，然后两个凹形安装座3会分别带动两个连接架10向上呈一侧倾斜，然后两个连接架10会带动第六转杆20进行转动，使连接架10自身会带动第三转杆18然后第三转杆18会带动限位组件7中的零部件运行，通过限位组件7中的零部件会稳稳地对第三转杆18进行限位。
[0030]
清理机构8包括：第二收纳盒807，第二收纳盒807设有两个，两个第二收纳盒807分别固定连接于第一连接板1的两端；弧形槽801，弧形槽801开设于第一连接板1的顶端；第一筛网803，第一筛网803固定连接于第一连接板1的顶端；第五转杆802，第五转杆802转动连接于两个弧形槽801的相靠近端；螺旋式清理叶804，螺旋式清理叶804固定连接于第五转杆802的圆周表面；第二筛网806，第二筛网806固定连接于第一连接板1的顶端。
[0031]
本实施例中：清理机构8中的第二收纳盒807用于收纳杂质，弧形槽801呈半圆状开设在第一连接板1的顶端，第二筛网806和第一筛网803一体成型，第二筛网806和第一筛网803用于对水源中的杂质进行筛离，使杂质可以停留在第一筛网803和第二筛网806的外表面，筛离杂质的水源会通过第一筛网803和第二筛网806自身带有的孔继续流动，第五转杆802自身在转动时会带动表面的螺旋式清理叶804，然后螺旋式清理叶804会对第二筛网806的外表面附着的杂质进行清理，由于第一筛网803自身呈弧形状，第一筛网803外表面附着的杂质会掉落至第二筛网806的外表面。
[0032]
限位组件7包括：第三连接板16，第三连接板16固定连接于其中一个l形连接块13的顶端；连接孔19，连接孔19开设于第三连接板16的一侧端；第二汽缸709，第二汽缸709固定连接于第三转杆18的圆周内壁；连接杆708，连接杆708固定连接于其中一个l形连接块13的一侧端；棘轮701，棘轮701固定连接于第三转杆18的圆周表面；棘齿705，棘齿705滑动连接于连接杆708的圆周表面；转动套筒704，转动套筒704固定连接于棘齿705的一侧端；固定块706，固定块706固定连接于其中一个l形连接块13的一侧端；弹簧707，弹簧707设有两个，两个弹簧707分别固定连接于固定块706和棘齿705的相靠近端；连接盘703，连接盘703转动连接于转动套筒704的圆周表面，连接盘703固定连接于第二汽缸709的伸缩端；检测部件，检测部件设有两组，两组检测部件均设于两个l形连接块13之间，两组检测部件和棘轮701连接以监测。
[0033]
本实施例中：两个连接座12的相靠近端固定有两个限位杆21，限位组件7中的棘轮701在转动时会间歇啮合表面的棘齿705，棘齿705在间歇啮合时会对两个弹簧707进行挤压，两个弹簧707在受到挤压时会进行收缩，每当棘轮701自身的齿转动存有间隙时，两个弹
簧707自身的弹性会带动棘齿705复位，在进行反向转动时，棘齿705则会对反应板702自身进行限位，使与两个棘轮701连接的第三转杆18稳稳停留原位不易松动，同时两个限位杆21用于对两个棘齿705外扩时的角度进行限位，避免两个棘齿705过度外扩，检测组件设于两组，两组检测组件分别分布在两个第三连接板16的相远离端，限位组件7设于两组，两组限位组件7分别分布在两个第三连接板16之间，两组限位组件7用于对第三转杆18的左右两部进行稳稳限位。
[0034]
检测部件包括：反应板702，反应板702固定连接于棘轮701的一侧端；位置传感器7010，位置传感器7010固定连接于第三连接板16的一侧端。
[0035]
本实施例中：位置传感器7010会实时检测反应板702自身是否存有过多偏移转动，位置传感器7010自身会定时将信息传输给自检自控系统中，两个反应板702和位置传感器7010相匹配，位置传感器7010呈环形状，可以提供充分的面积供位置传感器7010的检测端检测。
[0036]
钢坝闸门本体2的顶端固定连接有第一收纳盒6，第一收纳盒6的顶端固定连接有水位检测设备15。
[0037]
本实施例中：第一收纳盒6采用焊接的方式固定在钢坝闸门本体2的顶端，第一收纳盒6自身用于对顶部的水位检测设备15进行支撑，水位检测设备15的检测端固定在钢坝闸门本体2的后端，水位检测设备15用于对钢坝闸门本体2所阻挡的水源进行自动检测水位。
[0038]
两个l形连接块13的相靠近端均固定连接有水源流量计17，其中一个第二收纳盒807的一侧端转动连接有第二转杆805。
[0039]
本实施例中：两个水源流量计17用于检测水源的流量，两个第二收纳盒807用于螺旋式清理叶804外表面处理完毕的杂质，第二收纳盒807和外部的防水电机的输出端连接，使第二转杆805自身在转动时会带动第五转杆802自身进行转动。
[0040]
钢坝闸门本体2的前端开设有连通孔，钢坝闸门本体2的前端固定连接有电动阀门5，两个l形连接块13的相靠近端固定连接有第二连接板14。
[0041]
本实施例中：连通孔和电动阀门5自身的阀片相匹配，连通孔内用于流通水源，第二连接板14用于和外部的分流水源管道连接，用以将水源初步分流，第二连接板14自身带有三个连接孔，连接孔内用于安装需要分流的管道。
[0042]
自检自控系统由自动检测模块和自动控制模块组成。
[0043]
本实施例中：自动检测模块用于自动检测周围环境以及零部件的运行信息，自动控制模块用于控制零部件进行启动或启停。
[0044]
本发明的工作原理及使用流程：使用本装置对钢坝闸门本体2进行控制开合时，使用外部智能并联控制器对两个第一汽缸9启动，两个第一汽缸9控制伸缩端会进行收缩，收缩时会两个第一汽缸9自身的伸缩端会同时带动两个拉动套筒11移动，然后两个拉动套筒11会同时带动两个凹形安装座3向后移动，两个凹形安装座3会在同步带动两个连接架10，使两个连接架10同步移动，然后两个连接架10会在两个连接座12内转动，使连接架10自身的角度会产生倾斜，在两个连接架10移动时会同步带动钢坝闸门本体2进行翻转，使钢坝闸门本体2自身的角度变化产生开合，来将封闭的水源引出，水轮发电机4会将钢坝闸门本体2
放出的水源进行转换为电能，以此产生电能资源，在两个连接架10转动时会带动第三转杆18顺时针同步转动，第三转杆18在转动时会带动限位组件7中的零部件运行，第三转杆18转动时会带动表面固定的两个棘轮701进行转动，然后两个棘轮701在转动时会不断间歇啮合表面的棘齿705，棘齿705会在连接杆708的圆周表面滑动，棘齿705在啮合时自身会对两个弹簧707碰撞，使两个弹簧707自身收缩，通过两个弹簧707自身的弹性可以使棘齿705复位，棘齿705自身在啮合通过两个弹簧707小幅度转动时会带动转动套筒704在连接盘703内转动，第三转杆18在进行反向转动时，棘齿705则会对反应板702自身进行限位，使与两个棘轮701连接的第三转杆18稳稳停留原位不易松动，两个限位杆21用于对棘齿705外扩时的角度进行限位，避免两个棘齿705过度外扩，使第三转杆18稳稳限位在原位，在需要解除对连接杆708的限位时，人员只需使用智能并联控制器对第二汽缸709启动，第二汽缸709自身的伸缩端会带动连接盘703，然后连接盘703会再通过转动套筒704带动棘齿705移动，棘齿705向一侧移动时会带动两个弹簧707扩张，直至第三转杆18复位完毕后，人员在使用外部智能并联控制器对第二汽缸709启动，使第二汽缸709自身的伸缩端复位，自动检测模块中含有定时检测单元，定时检测单元会在规定时间内重复对反应板的位置进行检测是否存有偏移，数据储存单元用于储存检测和感应的信息数据，自检自控系统与位置传感器7010、反应板702、水位检测设备15、第二汽缸709、水轮发电机4、第一汽缸9、水源流量计17和电动阀门5之间电性连接，并且自检自控系统中带有的智能并联控制器用于对位置传感器7010、反应板702、水位检测设备15、第二汽缸709、水轮发电机4、第一汽缸9、水源流量计17和电动阀门5控制启动或启停，信息接收单元会将自动检测模块所检测的信息反应给反馈单元，然后反馈单元会将信息自动反馈给自动控制模块，然后通过自动控制模块对零部件进行控制启动，因此通过自检自控系统可以实时自检测水源水位的环境情况。
[0045]
所述自动控制模块还包括支持向量机模块，基于采集的数据，通过训练和学习，建立钢坝闸门状态的预测模型，并能够根据模型预测结果判断闸门是否存在异常；根据支持向量机模块的判断结果，实现对钢坝闸门的自动控制，包括打开、关闭、调节等操作；具体过程为：数据采集与准备:支持向量机模块首先需要采集并准备用于训练的数据集，这些数据集应包括正常运行状态下的闸门数据以及各种已知异常情况下的闸门数据，包括闸门卡阻、损坏等，数据集应包含与这些异常情况相关的特征，如闸门位置、水位、水压；特征提取与选择:在数据集准备好后，需要对数据进行特征提取与选择；数据标注与训练:在特征提取和选择完成后，需要对数据进行标注，为每个数据样本标注其对应的状态，包括正常状态和各种异常状态，使用标注好的数据集对支持向量机模型进行训练，训练过程中，模型将学习正常和异常状态之间的关系，并建立预测模型；异常检测与预测:训练完成后，支持向量机模块通过输入实时采集的数据来进行异常检测和预测，模型将根据输入数据的特征，通过预测模型进行判断，判断闸门是否处于异常状态，如果模型预测闸门存在异常情况，例如卡阻或损坏，系统将进行相应的处理；控制措施的采取:当支持向量机模块判断闸门存在异常情况时，系统需要采取相应的控制措施，具体措施可以根据异常情况的严重程度和紧急性来确定，如果检测到闸门卡阻，系统可以自动发送指令，使闸门停止运动，并通知相关人员进行检修或维修。
[0046]
上述支持向量机模块内部执行改进支持向量机算法，算法具体过程为：
假设有两个核函数k1(x,y)和k2(x,y)，对应的权重分别为w1和w2，构建一个多核融合分类器；首先，将两个核函数进行线性组合，得到融合的核函数k(x,y)：k(x,y)=w1*k1(x,y)+w2*k2(x,y)然后根据融合的核函数构建分类决策函数：f(x)=sign(σ[α_i*y_i*k(x_i,x)]+b)其中，α_i是支持向量的拉格朗日乘子，y_i是对应的类别标签，x_i是对应的支持向量，b是偏置项；通过以上公式推导过程，得到一个基于多核融合技术的分类器，该分类器能够综合利用多个核函数的特征来进行分类判断；假设有n个训练样本x_i(i=1,2,...,n)和对应的类别标签y_i，同时有m个核函数k_m(x,y)(m=1,2,...,m)；首先，构建核矩阵k，其元素k_ij表示样本x_i和x_j之间的核函数计算结果，即：k_ij=[k_1(x_i,x_j),k_2(x_i,x_j),...,k_m(x_i,x_j)]引入权重向量w=[w_1,w_2，...,w_m]，其中w_m表示第m个核函数的权重；根据多核融合技术的目标，希望最小化以下目标函数j(w)：minimize j(w)=w^t*h*wsubject to w^t*e=1权重w大于等于0其中，w^t为w的转置，h为核矩阵k的正半定对称版本，e为全1向量；使用内点法求解上述优化问题：在求解得到最优权重向量w后，可以使用以下公式来构建多核融合分类器f(x)：f(x)=sign(σ[w_m*k_m(x,x_i)]+b)，其中，b为偏置项。
[0047]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钢坝闸门自检自控系统，其特征在于，包括：第一连接板（1），所述第一连接板（1）的顶端固定连接有水轮发电机（4），所述第一连接板（1）的顶端固定连接有两个l形连接块（13），所述第一连接板（1）内设有自检自控系统；钢坝闸门本体（2），所述钢坝闸门本体（2）设于第一连接板（1）的上侧；连接座（12），所述连接座（12）设有两个，两个所述连接座（12）分别固定连接于两个l形连接块（13）的顶端；第一汽缸（9），所述第一汽缸（9）设有两个，两个所述第一汽缸（9）分别固定连接于两个l形连接块（13）的顶端；以及连接机构，所述连接机构设于钢坝闸门本体（2）的后侧，所述连接机构和两个连接架（10）连接以限位；清理机构（8），所述清理机构（8）设于第一连接板（1）的上侧，所述清理机构（8）和第一连接板（1）连接以清理杂质。2.根据权利要求1所述的一种钢坝闸门自检自控系统，其特征在于：所述连接机构包括：连接架（10），所述连接架（10）设有两个，两个所述连接架（10）均固定连接于钢坝闸门本体（2）的前端，两个所述连接架（10）的相靠近端均固定连接有第六转杆（20），两个所述第六转杆（20）的一端分别贯穿两个连接架（10）的相靠近端并固定连接有于两个连接架（10）的相远离端；凹形安装座（3），所述凹形安装座（3）设有两个，两个所述凹形安装座（3）分别固定连接于两个钢坝闸门本体（2）的前端；拉动套筒（11），所述拉动套筒（11）设有两个，两个所述拉动套筒（11）分别固定连接于两个连接座（12）的伸缩端，两个所述拉动套筒（11）分别转动连接于两个凹形安装座（3）的圆周表面；第三转杆（18），所述第三转杆（18）转动连接于两个连接座（12）的相靠近端；限位组件（7），所述限位组件（7）设于两个连接座（12）之间，所述限位组件（7）和第三转杆（18）连接以限位。3.根据权利要求2所述的一种钢坝闸门自检自控系统，其特征在于：所述清理机构（8）包括：第二收纳盒（807），所述第二收纳盒（807）设有两个，两个所述第二收纳盒（807）分别固定连接于第一连接板（1）的两端；弧形槽（801），所述弧形槽（801）开设于第一连接板（1）的顶端；第一筛网（803），所述第一筛网（803）固定连接于第一连接板（1）的顶端；第五转杆（802），所述第五转杆（802）转动连接于两个弧形槽（801）的相靠近端；螺旋式清理叶（804），所述螺旋式清理叶（804）固定连接于第五转杆（802）的圆周表面；第二筛网（806），所述第二筛网（806）固定连接于第一连接板（1）的顶端。4.根据权利要求3所述的一种钢坝闸门自检自控系统，其特征在于：所述限位组件（7）包括：第三连接板（16），所述第三连接板（16）固定连接于其中一个l形连接块（13）的顶端；连接孔（19），所述连接孔（19）开设于第三连接板（16）的一侧端；
第二汽缸（709），所述第二汽缸（709）固定连接于第三转杆（18）的圆周内壁；连接杆（708），所述连接杆（708）固定连接于其中一个l形连接块（13）的一侧端；棘轮（701），所述棘轮（701）固定连接于第三转杆（18）的圆周表面；棘齿（705），所述棘齿（705）滑动连接于连接杆（708）的圆周表面；转动套筒（704），所述转动套筒（704）固定连接于棘齿（705）的一侧端；固定块（706），所述固定块（706）固定连接于其中一个l形连接块（13）的一侧端；弹簧（707），所述弹簧（707）设有两个，两个所述弹簧（707）分别固定连接于固定块（706）和棘齿（705）的相靠近端；连接盘（703），所述连接盘（703）转动连接于转动套筒（704）的圆周表面，所述连接盘（703）固定连接于第二汽缸（709）的伸缩端；检测部件，所述检测部件设有两组，两组所述检测部件均设于两个l形连接块（13）之间，两组所述检测部件和棘轮（701）连接以监测。5.根据权利要求4所述的一种钢坝闸门自检自控系统，其特征在于：所述检测部件包括：反应板（702），所述反应板（702）固定连接于棘轮（701）的一侧端；位置传感器（7010），所述位置传感器（7010）固定连接于第三连接板（16）的一侧端。6.根据权利要求5所述的一种钢坝闸门自检自控系统，其特征在于：所述钢坝闸门本体（2）的顶端固定连接有第一收纳盒（6），所述第一收纳盒（6）的顶端固定连接有水位检测设备（15）；两个所述l形连接块（13）的相靠近端均固定连接有水源流量计（17），其中一个所述第二收纳盒（807）的一侧端转动连接有第二转杆（805）。7.根据权利要求6所述的一种钢坝闸门自检自控系统，其特征在于：所述钢坝闸门本体（2）的前端开设有连通孔，所述钢坝闸门本体（2）的前端固定连接有电动阀门（5），两个所述l形连接块（13）的相靠近端固定连接有第二连接板（14）；所述自检自控系统由自动检测模块和自动控制模块组成。8.根据权利要求7所述的的一种钢坝闸门自检自控系统的控制方法，应用于权利要求1-7中任意一项所述的一种钢坝闸门自检自控系统中，其特征在于，包括如下步骤：s1、在需要对钢坝闸门本体（2）进行控制开合时，人员先使用外部智能并联控制器对两个第一汽缸（9）启动，只需对两个第一汽缸（9）控制伸缩端会进行收缩，收缩时会两个第一汽缸（9）自身的伸缩端会同时带动两个拉动套筒（11）移动，然后两个拉动套筒（11）会同时带动两个凹形安装座（3）向后移动，两个凹形安装座（3）会在同步带动两个连接架（10），使两个连接架（10）同步移动，然后两个连接架（10）会在两个连接座（12）内转动，使连接架（10）自身的角度会产生倾斜，在两个连接架（10）移动时会同步带动钢坝闸门本体（2）进行翻转，使钢坝闸门本体（2）自身的角度变化将水源引出，在两个连接架（10）转动时会带动第三转杆（18）顺时针同步转动，第三转杆（18）在转动时会带动限位组件（7）中的零部件运行，第一汽缸（9）伸缩端停止收缩时，钢坝闸门本体（2）自身会稳定停留在一定倾斜角度，两个第一汽缸（9）自身带有制动力，并且限位组件（7）中的零部件也会稳定对第三转杆（18）自身限位，使避免第三转杆（18）进行转动，使两个连接架（10）的角度下降，影响钢坝闸门本体（2）开合的放水量，水轮发电机（4）会将钢坝闸门本体（2）放出的水源进行转换为电能，以此产生电能资源，两个水源流量计（17）安装在两个l形连接块（13）的相靠近端，两个水源流量
计（17）自身的检测端会将水源的流量进行检测；s2、在第三转杆（18）顺时针转动时会带动表面固定的两个棘轮（701）进行转动，然后两个棘轮（701）在转动时会不断间歇啮合表面的棘齿（705），棘齿（705）会在连接杆（708）的圆周表面滑动，棘齿（705）在啮合时自身会对两个弹簧（707）碰撞，使两个弹簧（707）自身收缩，通过两个弹簧（707）自身的弹性可以使棘齿（705）复位，棘齿（705）自身在啮合通过两个弹簧（707）小幅度转动时会带动转动套筒（704）在连接盘（703）内转动，在需要解除对连接杆（708）的限位时，人员只需使用智能并联控制器对第二汽缸（709）启动，第二汽缸（709）自身的伸缩端会带动连接盘（703），然后连接盘（703）会再通过转动套筒（704）带动棘齿（705）移动，棘齿（705）向一侧移动时会带动两个弹簧（707）扩张，直至第三转杆（18）复位完毕后，人员在使用外部智能并联控制器对第二汽缸（709）启动，使第二汽缸（709）自身的伸缩端复位；s3、自动检测模块中含有定时检测单元，定时检测单元会在规定时间内重复对反应板的位置进行检测是否存有偏移，数据储存单元用于储存检测和感应的信息数据，自检自控系统与位置传感器（7010）、反应板（702）、水位检测设备（15）、第二汽缸（709）、水轮发电机（4）、第一汽缸（9）、水源流量计（17）和电动阀门（5）之间电性连接，并且自检自控系统中带有智能并联控制器，智能并联控制器用于对位置传感器（7010）、反应板（702）、水位检测设备（15）、第二汽缸（709）、水轮发电机（4）、第一汽缸（9）、水源流量计（17）和电动阀门（5）控制启动或启停，信息接收单元会将自动检测模块所检测的信息反应给反馈单元，然后反馈单元会将信息自动反馈给自动控制模块，然后通过自动控制模块对零部件进行控制启动。9.根据权利要求8所述的一种钢坝闸门自检自控系统的控制方法，其特征在于，所述自动控制模块还包括支持向量机模块，基于采集的数据，通过训练和学习，建立钢坝闸门状态的预测模型，并能够根据模型预测结果判断闸门是否存在异常；根据支持向量机模块的判断结果，实现对钢坝闸门的自动控制，包括打开、关闭、调节等操作；具体过程为：数据采集与准备:支持向量机模块首先需要采集并准备用于训练的数据集，这些数据集应包括正常运行状态下的闸门数据以及各种已知异常情况下的闸门数据，包括闸门卡阻、损坏，数据集应包含与这些异常情况相关的特征，如闸门位置、水位、水压；特征提取与选择:在数据集准备好后，需要对数据进行特征提取与选择；数据标注与训练:在特征提取和选择完成后，需要对数据进行标注，为每个数据样本标注其对应的状态，包括正常状态和各种异常状态，使用标注好的数据集对支持向量机模型进行训练，训练过程中，模型将学习正常和异常状态之间的关系，并建立预测模型；异常检测与预测:训练完成后，支持向量机模块通过输入实时采集的数据来进行异常检测和预测，模型将根据输入数据的特征，通过预测模型进行判断，判断闸门是否处于异常状态，如果模型预测闸门存在异常情况，系统将进行相应的处理；控制措施的采取:当支持向量机模块判断闸门存在异常情况时，系统需要采取相应的控制措施，具体措施可以根据异常情况的严重程度和紧急性来确定，如果检测到闸门卡阻，系统可以自动发送指令，使闸门停止运动，并通知相关人员进行检修或维修。10.根据权利要求9所述的一种钢坝闸门自检自控系统的控制方法，其特征在于，支持向量机模块内部执行改进支持向量机算法，算法具体过程为：假设有两个核函数k1(x,y)和k2(x,y)，对应的权重分别为w1和w2，构建一个多核融合
分类器；首先，将两个核函数进行线性组合，得到融合的核函数k(x,y)：k(x,y)=w1*k1(x,y)+w2*k2(x,y)然后根据融合的核函数构建分类决策函数：f(x)=sign(σ[α_i*y_i*k(x_i,x)]+b)其中，α_i是支持向量的拉格朗日乘子，y_i是对应的类别标签，x_i是对应的支持向量，b是偏置项；k(x_i,x)为分类决策核函数；通过以上公式推导过程，得到一个基于多核融合技术的分类器，该分类器能够综合利用多个核函数的特征来进行分类判断；假设有n个训练样本x_i，i=1,2,...,n；对应的类别标签y_i，同时有m个核函数k_m(x,y)，m=1,2,...,m；首先，构建核矩阵k，其元素k_ij表示样本x_i和x_j之间的核函数计算结果，即：k_ij=[k_1(x_i,x_j),k_2(x_i,x_j),...,k_m(x_i,x_j)]其中k_1(x_i,x_j),k_2(x_i,x_j),...,k_m(x_i,x_j)为核矩阵项，引入权重向量w=[w_1,w_2，...,w_m]，其中w_m表示第m个核函数的权重；根据多核融合技术的目标，希望最小化以下目标函数j(w)：minimize j(w)=w^t*h*wsubject to w^t*e=1权重w大于等于0其中，w^t为w的转置，h为核矩阵k的正半定对称版本，e为全1向量；使用内点法求解上述优化问题：在求解得到最优权重向量w后，可以使用以下公式来构建多核融合分类器f(x)：f(x)=sign(σ[w_m*k_m(x,x_i)]+b)，其中，b为偏置项，k_m(x,x_i)为核矩阵项。

技术总结
本发明提供一种基于支持向量机的钢坝闸门自检自控系统及控制方法，属于钢坝闸门技术领域，该钢坝闸门自检自控系统，包括第一连接板，第一连接板的顶端固定连接有水轮发电机，第一连接板的顶端固定连接有两个L形连接块，第一连接板内设有自检自控系统；信息接收单元会将自动检测模块所检测的信息反应给反馈单元，然后反馈单元会将信息自动反馈给自动控制模块，然后通过自动控制模块对零部件进行控制启动，因此通过自检自控系统可以实时自检测水源水位的环境情况，使得在使用起来时更加稳定更加经济环保。更加经济环保。更加经济环保。


技术研发人员：张强 张永林
受保护的技术使用者：扬州市飞龙气动液压设备有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/8/1