[发明专利]一种具备负载均衡功能的风机吸风系统

权利要求书

1.一种具备负载均衡功能的风机吸风系统，其特征在于，包括通信信号连接器、负载故障通讯器、通信信号滤波器、时间控制器、负载信号缓存器，其中：

所述通信信号连接器用于接收负载和风机之间的信号，并将一台负载信号与风机进行连接；

所述负载故障通讯器用于检测负载通信故障和/或控制负载断电；

所述通信信号滤波器用于对负载信号进行滤波以滤除噪声信号；

所述时间控制器用于计时和控制系统内的时间、应用循环、逻辑控制；

所述负载信号缓存器用于暂存负载在等待与风机连接过程中的负载信号；

所述风机吸风系统的负载均衡策略包括基于能量检测的负载均衡策略，具体包括：

通信信号连接器接收负载发送的负载信号后，系统将测量负载信号的能量值，比较所述能量值与给定能量阈值以确定负载信号是否真实存在，其中，所述能量值包括电流值和电压值，所述负载信号是一种混合信号，包含噪声信号和由电压信号和电流信号组成的矢量信号；

所述风机吸风系统的负载均衡策略包括基于特征感知的负载均衡策略，具体地，基于特征感知检测过程包括：

通信信号连接器在接收到负载发送的负载信号后，系统将负载信号作为特征信号进行连续采样，取得多个采样样本后，系统将多个采样样本进行统计协方差矩阵运算，获得矩阵运算的特征值，根据该特征值进行单工检测和双工检测，并比较该特征值与给定特征阈值，以确定负载与风机的连接状态；

基于特征感知的负载均衡策略中，

假设H₀是负载发送特征值信号的事件，H₁是风机发送或接收特征值信号的事件，包括单工检测和双工检测的错误检测的概率P₁为：

p₁＝(G＞g|H₀→H₁)

正确检测的概率P₂为：

p₂＝(G＞g|H₁→H₀)

令(λ₁,λ₂...λ_L)是负载发送的特征值，则基于单工或双工检测特征值的算法为：

式中G表示风机信号特征值，g表示错误检测概率设置的阈值，L表示样本量，g^L表示有L个样本的阈值，若λ_L＞g^L，则G视为一个双工检测，其负载与风机的信号特征值由协方差矩阵统计产生；若λ_L＜g^L，则G视为一个单工检测，其负载的信号特征值由协方差矩阵产生，但风机的信号特征值无法直接统计得出，则根据负载的信号特征值通过最大拟合估算方法获得风机信号特征值，拟合估算方法为：

其中，σ_n表示第n个有限元；I_L表示一个L*L的单位矩阵。

2.如权利要求1所述的具备负载均衡功能的风机吸风系统，其特征在于，所述基于能量检测的负载均衡策略的检测过程为：

通信信号连接器在接收到负载发送的负载信号后，系统对负载信号依次进行模数转换、数字化处理后，将获得的数字信号通过快速傅里叶变换转换成矩阵，对矩阵求平方后再求平均获得能量值，比较该能量值与给定能量阈值，从而确定能量值对应的期望信号是否真实存在，当能量值对应的期望信号存在时，确定负载与风机处于连接状态。

3.如权利要求1所述的具备负载均衡功能的风机吸风系统，其特征在于，所述风机吸风系统的负载均衡策略包括基于匹配的滤波检测的负载均衡策略，具体地，基于匹配的滤波检测包括：

通信信号连接器在接收到负载发送的负载信号后，系统对负载信号依次进行模数转换、数字化处理后，将获得的数字信号传送给通信信号滤波器进行滤波处理，获得滤波信号，然后通过滤波信号和脉冲响应之间进行KMP匹配检测，以获得负载实际运行信号，根据该负载实际运行信号确定负载与风机的连接状态。

4.如权利要求3所述的具备负载均衡功能的风机吸风系统，其特征在于，在进行基于匹配的滤波检测的负载均衡策略时，需要时间控制器实施信号定时和载波同步，若干个负载信号暂时被储存在负载信号缓存器中。