本发明涉及电机检测，尤其是基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置及检测方法。
背景技术：
1、电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。
2、无出轴电机是根据磁轴承与电机产生电磁力原理的相似性，把磁轴承中产生径向力的绕组安装在电机定子上，通过解耦控制实现对电机转矩和径向悬浮力的独立控制。无出轴电机具有磁悬浮磁轴承所有优点，需要免维修、长寿命运行，无菌、无污染以及有毒有害液体或气体的传输是无轴承电机典型应用场合。
3、电机转向测试是电机的质量检验和安全性检测的重要手段。通过这一测试，可以及时发现电机可能存在的质量问题或安全隐患，确保电机在使用过程中的稳定性和可靠性。传统的电机转向检测方法多依赖于人工通过观察转轴的旋转方向来进行判断或者采用机械方式检测其转向，例如cn205691610u公开的电机转向自动测量装置，它包括支撑架，支撑架上设有气缸固定板，气缸固定板上设有气缸，气缸一端连接有气缸滑板，气缸滑板上部设有导向柱，导向柱一端连接有转向固定板，转向固定板上设有转轴，转轴连接有转盘，转盘上方设有传感器，传感器连接有控制器，控制器连接有显示屏；所述导向柱另一端穿过气缸固定板。上述专利具有检测精度高和提高检测效率的特点。无出轴电机由于其结构紧凑、传动效率高等优点，在多个工业领域得到广泛应用。而在实际应用中，对无出轴电机的转向进行准确检测具有重要意义，可以确保电机在控制系统中的正确运行，避免由于转向错误导致的设备故障或性能下降。然而，无出轴电机作为一种特殊结构的电机，由于缺少传统的物理出轴，无法直接通过传统的机械方式或人工观察检测其转向。对于无出轴电机而言，其转向状态的检测变得较为困难。目前，磁场检测法和电流检测法是无出轴电机转向的检测方法，磁场检测法是在无出轴电机内部安装磁场传感器，通过传感器检测电机运行时产生的磁场变化。当电机正向运行时，产生的磁场方向与预设的正向磁场方向一致；当电机反向运行时，产生的磁场方向与预设的正向磁场方向相反。通过比较实时检测到的磁场方向与预设的正向磁场方向，即可判断电机的转向。电流检测法是在无出轴电机内部安装电流传感器，通过传感器检测电机运行时各相电流的变化。当电机正向运行时，各相电流的变化规律与预设的正向电流变化规律一致；当电机反向运行时，各相电流的变化规律与预设的正向电流变化规律相反。通过比较实时检测到的电流变化规律与预设的正向电流变化规律，即可判断电机的转向。上述两种方法虽然能在一定程度上检测无出轴电机的转向，但存在易受干扰、准确性不高、相应速度慢等缺点。例如，由于无出轴电机的特殊结构，磁场分布复杂，传统的磁场检测法难以准确识别电机的转向。环境中的其他磁场源容易对检测结果产生干扰，导致误判。传统的磁场检测法在数据处理和分析上较为繁琐，响应速度较慢，难以满足实时性要求。且存在成本高、安装复杂或不适用于特定环境（如高温、高湿、强磁场等）的问题。
4、因此，开发一种适用于无出轴电机的转向检测装置，对于提高电机系统的安全性和可靠性具有重要意义。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的不足，提供了基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置及检测方法，无需在无出轴电机上附加额外的传感器或标记，能够实时、准确地判断无出轴电机的旋转方向。
2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置，包括：
3、工装：包括底座，以及与无出轴电机外形贴合的用于将无出轴电机托起的托起部；
4、压力传感器：安装在托起部的底部，用于检测无出轴电机通电瞬间由于惯性给工装产生的瞬时压力；
5、数据采集模块：与压力传感器连接，用于实时采集压力传感器输出的压力信号，并将其传输；
6、数据处理模块：与数据采集模块连接，对压力信号进行预处理并转换为数字信号，并通过iir型滤波器对数字信号进行实时滤波处理，并对滤波后的波形进行特征提取；
7、转向检测模块：与数据处理模块连接，通过实时比较不同转向时波形特征的差异，判断无出轴电机转向，并将判断的无出轴电机转向信息输出；
8、显示模块：与转向检测模块连接，用于显示无出轴电机的转向信息。
9、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置，所述底座包括一底板，以及设于底板上的支撑杆，所述托起部包括一承托板，以及两对应设于承托板两侧的倾斜板。
10、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置，所述iir型滤波器为并联型iir滤波器结构。
11、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，包括以下步骤：
12、（1）、将无出轴电机放置于托起部上；
13、（2）、在托起部的底部安装压力传感器，并向无出轴电机通电，在无出轴电机通电瞬间，由于惯性给工装产生瞬时压力；
14、（3）、实时采集压力传感器输出的压力信号，并将其传输；
15、（4）、接收压力信号，对压力信号进行预处理并转换为数字信号，并通过iir型滤波器对数字信号进行实时滤波处理，并对滤波后的波形进行波形特征提取；
16、（5）、接收压力变化信息，通过实时比较不同转向时波形特征的差异，判断无出轴电机转向，并将判断的无出轴电机转向信息输出；
17、（6）、接收无出轴电机转向信息，显示无出轴电机的转向信息。
18、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，所述步骤（4）中，使用并联型iir滤波器结构滤波：
19、将系统函数分解
20、；
21、把共轭因子组合成实系数的二阶因子，得到：
22、；
23、当m=n时，，当m<n时，式中不包含项。
24、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，所述步骤（4）中，采用信号调理电路对压力传感器输出的模拟信号进行预处理；采用adc将预处理后的模拟信号转换为数字信号。
25、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，所述步骤（5）中，构建无出轴电机正转与反转的波形特征模型，与步骤（4）提取的波形特征进行比较，判断无出轴电机转向。
26、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，所述步骤（5）中，所述波形特征包括波形的峰值、谷值、相位差、幅值变化、斜率变化。
27、上述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，所述步骤（5）中，基于提取的波形特征的参数，进行转向判断计算：
28、s1：采集静止时波形信号f(t)，并截取n个点；
29、s2：采集启动瞬间波形信号g(t)，并截取n个点；
30、s3:；
31、通过计算启动瞬间波形信号与基准波形的差，通过y的正负来判定电机的转向，即y>0时，电机旋转方向为正转；y<0时，电机旋转方向为反转。
32、本发明基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置及检测方法的有益效果是，通过设置与无出轴电机外形相贴合的工装，采集无出轴电机通电瞬间由于惯性给工装产生的瞬时压力，并解析压力波形的特征，判断无轴电机的旋转方向，并通过显示模块将结果展示给用户。无需在无出轴电机上附加额外的传感器或标记，能够实时、准确地判断无出轴电机的旋转方向。此外，本发明的检测装置还具有结构简单、易于安装和维护等优点。
33、iir型滤波器以其设计灵活、实现简单且能在有限的阶数下获得良好的频率选择特性，适合用于处理电机运行产生的复杂波形。通过引入iir型滤波器对压力传感器采集的瞬时压力信号进行高效、精确的滤波处理，有效提取了与电机转向直接相关的信息，实现了无出轴电机转向的低成本、高可靠性识别，且提高了环境适应性，具有广泛的应用前景。本发明采用并联型iir滤波器结构滤波运算速度快，适合本发明对实时性较高的要求。
1.基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置，其特征是，所述底座包括一底板，以及设于底板上的支撑杆，所述托起部包括一承托板，以及两对应设于承托板两侧的倾斜板。
3.根据权利要求2所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置，其特征是，所述iir型滤波器为并联型iir滤波器结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤（4）中，使用并联型iir滤波器结构滤波：
6.根据权利要求5所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤（4）中，采用信号调理电路对压力传感器输出的模拟信号进行预处理；采用adc将预处理后的模拟信号转换为数字信号。
7.根据权利要求6所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤（5）中，构建无出轴电机正转与反转的波形特征模型，与步骤（4）提取的波形特征进行比较，判断无出轴电机转向。
8.根据权利要求7所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤（5）中，所述波形特征包括波形的峰值、谷值、相位差、幅值变化、斜率变化。
9.根据权利要求6所述的基于iir型滤波器的无出轴电机转向检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤（5）中，基于提取的波形特征的参数，进行转向判断计算：
