桥梁拉索拉力识别方法与流程

文档序号:12655612阅读:829来源:国知局

本发明属于电力设备领域,特别涉及桥梁拉索拉力识别方法。



背景技术:

传统桥梁拉索拉力识别主要依靠采集系统采集原始数据,然后对原始数据进行频谱分析,通过人眼去识别频谱图来获取桥梁拉索的基频,再通过公式计算出桥梁拉索的拉力。这样的方法在效率和准确度方面都有所不足,而且会出现误判的情况,问题较多,特别是对于拉索很多的桥梁,时间是个很大的问题。



技术实现要素:

为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本发明提供了用于降低误判概率的桥梁拉索拉力识别方法。

为了达到上述技术目的,本发明提供了桥梁拉索拉力识别方法,所述识别方法,包括:

步骤一,获取原始信号数据,对原始信号数据进行线性拟合处理,将处理后的数据进行傅里叶变换;

步骤二,选取傅里叶变换后的频率峰值fmax,将结构的设计参数计算出理论基频结合频率峰值fmax计算出频率峰值对应的k阶频率,再计算出实际基频值,根据振动模态进行频谱分区,得到实际拉索对应的N阶频率;

步骤三,根据拉索对应的N阶频率,进行线性回归处理,获取回归直线的斜率C(实际基频),确定索力估计值T。

可选的,在所述步骤一中,还包括:

在所述线性拟合处理与所述傅里叶变换之间,对处理后的数据进行高通滤波处理。

可选的,所述选取傅里叶变换后的频率峰值fmax,将结构的设计参数计算出理论基频结合频率峰值fmax计算出频率峰值对应的k阶频率,包括:

根据公式一确定拉索的基频f1

其中,L为拉索长度,T0为拉索的设计索力,m为拉索线的质量;

根据公式二确定拉索的n阶频率

其中,fn为拉索第^阶振动频率,L为拉索长度,5为拉索力,为拉索的线质量;

根据公式三计算频率峰值fmax对应的拉索振动模态k

可选的,所述根据振动模态进行频谱分区,得到拉索的对应阶频率,包括:

对获取到的拉索振动模态k取整得到[k],根据公式四得到基频修正值

根据得到的基频修正值将频谱分成区间n为正整数;

获取各区间中频谱极大值点对应的频率,得到拉索的对应阶频率

f1、f2、f3、f4、f5、····fn,n为正整数。

可选的,所述步骤三,包括:

根据拉索的对应阶频率f1、f2、f3、f4、f5、····fn进行线性回归处理,根据公式五获取回归直线的斜率C

结合回归直线的斜率C,根据公式六获取索力估计值T

T=m(2LC)2公式六。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是:

通过采集原始信号数据后,使用一系列数据处理方式对其进行处理,并且结合频谱分区、获取分区对应的阶频率的方式,在进行线性回归后基于多阶频率确定拉索拉力的索力估计值。通过采用多阶频率进行估计,消除了由于拉索该阶振动未被激励起来或者是阻尼器安装位置不当引起的问题,从而得到可靠的索力估计值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的桥梁拉索拉力识别方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了桥梁拉索拉力识别方法,如图1所示,所述识别方法,包括:

步骤一,获取原始信号数据,对原始信号数据进行线性拟合处理,将处理后的数据进行傅里叶变换;

步骤二,选取傅里叶变换后的频率峰值fmax,将结构的设计参数计算出理论基频结合频率峰值fmax计算出频率峰值对应的k阶频率,再计算出实际基频值,根据振动模态进行频谱分区,得到实际拉索对应的N阶频率;

步骤三,根据拉索对应的N阶频率,进行线性回归处理,获取回归直线的斜率C(实际基频),确定索力估计值T。

在实施中,相对于现有技术中的肉眼识别频谱图获取拉索的基频,进而结合公式计算桥梁拉索拉力的方法,本发明提出了采集原始信号数据后,使用一系列数据处理方式对其进行处理,并且结合频谱分区、获取分区对应的阶频率的方式,在进行线性回归后基于多阶频率确定拉索拉力的索力估计值。

具体的,该识别方法分为三个步骤。

在步骤一中,对获取到的原始信号数据进行线性拟合处理,以便去除信号中的趋势项;进而对处理后的数据进行傅里叶变换。

考虑到步骤一的原始信号数据可能存在数据质量极差、会对后续结果造成影响的情况,在步骤一中还可以选择性的加入对线性拟合处理后的数据进行高通滤波的处理过程。

在步骤二中,选取傅里叶变换后的频率峰值fmax,将结构的设计参数计算出理论基频结合频率峰值fmax计算出频率峰值对应的k阶频率。

作为表征拉索振动特征的参考量,为了获取振动模态k,需要执行以下步骤:

201、根据公式一确定拉索的基频f1

其中,L为拉索长度,精确来讲应该为索锚固点间距,参见桥梁设计图纸。T0为拉索的设计索力,只需采用设计值作为参考;m为拉索线的质量;

202、根据公式二确定拉索的n阶频率

其中,fn为拉索第^阶振动频率,L为拉索长度,5为拉索力,为拉索的线质量;

203、根据公式三计算频率峰值fmax对应的拉索振动模态k

在获取到拉索振动模态k后,根据振动模态进行频谱分区,得到拉索的对应阶频率,具体包括:

301、对获取到的拉索振动模态k取整得到[k],根据公式四得到基频修正值

302、根据得到的基频修正值将频谱分成区间n为正整数;

303、获取各区间中频谱极大值点对应的频率,得到拉索的对应阶频率

f1、f2、f3、f4、f5、····fn,n为正整数。

这里得到的拉索的对应阶频率作为各分组内频谱极大值点对应的频率,能够表征在每个分组内的频率变化情况,从而有助于提高后续处理过程中计算索力值的准确性。

在步骤三,为了获取索力值,具体包括:

401、根据拉索的对应阶频率f1、f2、f3、f4、f5、····fn进行线性回归处理,根据公式五获取回归直线的斜率C

402、结合回归直线的斜率C,根据公式六获取索力估计值T

T=m(2LC)2公式六。

在上述过程中,采用多阶频率进行估计,消除了由于拉索该阶振动未被激励起来或者是阻尼器安装位置不当引起的问题,从而得到可靠的索力估计值。

本发明提出了桥梁拉索拉力识别方法,包括:获取原始信号数据,对原始信号数据进行线性拟合处理,将处理后的数据进行傅里叶变换;选取傅里叶变换后数据结合振动模态进行频谱分区,得到拉索的对应阶频率;根据拉索的对应阶频率,进行线性回归处理,确定结果。通过采集原始信号数据后,使用一系列数据处理方式对其进行处理,并且结合频谱分区、获取分区对应的阶频率的方式,在进行线性回归后基于多阶频率确定拉索拉力的索力估计值。通过采用多阶频率进行估计,消除了由于拉索该阶振动未被激励起来或者是阻尼器安装位置不当引起的问题,从而得到可靠的索力估计值。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例,并不用以限制本发明,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。

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