[發明專利]用于確定道路或軌道車輛的模態參數并間接表征道路或軌道輪廓的方法

有效

• 申請號: 201580083909.0
• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN108139299B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 喬凡尼·德·菲利皮斯;路易吉·曼賈拉爾迪;達維德·帕爾米耶里;萊奧納爾多·索里亞
• 申請（專利權）人: 巴里理工大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08;G01M17/10;G01M7/08
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王暉;李丙林

1.一種用于估算道路或軌道車輛的極點λ_n、模態向量ψ_n和運行向量的方法，所述車輛設置有至少兩個車輪，所述方法通過分析在指定測量點中獲取的所述車輛的移動、速度或加速度來進行，其中所述車輛的移動、速度或加速度是系統的輸出，

-其中，由所述道路或軌道表面作用在所述車輛上的載荷的振幅隨著時間頻率而減小，所述載荷被稱為輸入，并且其中所述輸入在時間和/或空間上相對于彼此相關，

所述方法包括步驟：

-提供車輛，所述車輛具有由軌線寬度W_m和輪基距L_l描述的幾何形狀，其中，m是從1到N_W的正整數，并且其中，l是從1到N_L的正整數，N_W和N_L是預定義的正整數；

-以恒定速度V驅動所述車輛；

-在指定測量點中獲取所述車輛的移動、速度或加速度；

-計算在前一步驟中獲取的所述輸出的功率譜密度PSD的矩陣(S_q(ω))，為：

其中，項是頻率相關的運行參考向量并且被定義為：

其中，Γ₀(ω)＝1

所述輸出的功率譜密度的矩陣(S_q(ω))進而被重寫為多項式函數之間的比率：

其中Γ₀(ω)＝1；

其中：

-B^m(ω)、C^ml(ω)和是矩陣，這些矩陣的通用元素和是分別具有系數和的多項式；多項式和(ω)在這里被稱為擬合多項式；

-也是擬合多項式，具有系數α_r，并且該多項式的根是系統極點；

-n_b和n_a分別是分子多項式和分母多項式的系數數目；

-Γ_m(ω)是軌線寬度W_m的相干函數，由兩個通用平行輪廓d_i(x)和d_j(x)定義，所述兩個通用平行輪廓是空間橫坐標x的函數，并且通過帶入v＝ω/V給出以下公式

其中，和分別是與輪廓d_i(x)和d_j(x)相關聯的自PSD，而是在輪廓d_i(x)與d_j(x)之間計算的交叉PSD；

-S_d(ω)＝S_d(v＝ω/V)/V，以及

-N是自由度的數目，并且τ_l＝L_l/V；

其中，擬合多項式A(ω)、和是通過將這些多項式與所述輸出的值進行擬合并且獲得對應的經擬合的多項式來計算的，并且其中從所述經擬合的多項式計算所述極點λ_n、模態向量ψ_n和運行向量

2.根據權利要求1所述的方法，還包括步驟：

-定義描述所述輸出的功率密度譜的矩陣(S_q(ω))的多項式模型，所述多項式模型包括復指數項，所述復指數項適于解釋存在于施加至布置在不同軸上的車輪的輸入之間的時間相關性對所述系統的輸出的影響；

-進行擬合過程，以從所述系統的輸出開始確定所述多項式模型的系數；

-通過確定同與所述多項式模型有關的特征多項式相關聯的伴隨矩陣的本征值和本征向量來確定所述極點λ_n和所述模態向量ψ_n。

3.根據權利要求2所述的方法，其中：

其中：

-和是矩陣，這些矩陣的通用元素和是對應PSD的分子多項式，分別具有系數和以及

-Ω_r(ω)是多項式函數。

4.根據權利要求2所述的方法，還包括：

-通過適當選取的參數模型描述與輪廓相關聯的自PSD(S_d(ω))，以及

-估算同與所述道路或軌道的輪廓相關聯的自PSD(S_d(ω))的所述參數模型的系數。