[發明專利]一種基于加速度信號兩次積分的輸電線舞動軌跡測試方法

在審

• 申請號: 201810115565.2
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108427827A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 楊子玄;楊建剛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01B21/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

1.一種基于加速度信號兩次積分的輸電線舞動軌跡測試方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)在同一根輸電線上除軸向外的其他兩個平面內，等距布置若干組加速度傳感器，每組兩個，互相垂直布置，分別測量輸電線在除軸向外的其他兩個平面內的振動加速度；

(2)對于采集到的加速度信號進行兩次積分得到位移信號，所述的兩次積分，需要使用最小二乘法消除趨勢項對原始加速度曲線以及一次積分后的速度曲線進行處理，再次積分后得到位移曲線；

(3)用懸鏈線方程建立輸電線的有限元模型，求出輸電線模態Ф；

(4)根據振動理論中的模態疊加法，模態之間相互正交線性獨立，輸電線任意時刻的振動x可以唯一地表示為各階模態的線性組合：

式中，x_pi是描述系統運動的主坐標，只考慮輸電線的前3階模態，則i＝3，通過布置3組加速度傳感器即可獲得任意時刻的x_p1，x_p2，x_p3，從而獲得整條輸電線的形狀。

2.根據權利要求1所述的基于加速度信號兩次積分的輸電線舞動軌跡測試方法，其特征在于，步驟(1)中所述的加速度傳感器布置有三組。

3.根據權利要求1或2所述的基于加速度信號兩次積分的輸電線舞動軌跡測試方法，其特征在于，步驟(2)中所述對于采集到的加速度信號進行兩次積分得到位移信號的具體方法是：

設初始速度和位移分別為v₀和s₀，加速度傳感器測得的信號為a(t)，則真實的加速度應為a(t)-a₀，理論計算得到的速度v(t)和位移s(t)分別為：

v(t)＝v₀-a₀t+∫a(t)dt

再采用多項式最小二乘法消除趨勢項帶來的誤差影響，設加速度多項式為：

確定的各待定系數c_j(j＝0,1,…,m),使得與采集到的加速度信號a(t)的誤差平方和E最小，即

滿足E有極值的條件為：

依次取E對c_i求偏導，可以產生一個m+1元線性方程組：

解方程組，求出m+1個待定系數c_j(j＝0,1,…,m)，

上述各式中，m為設定的多項式階次，其值范圍為0≤j≤m，在實際的振動信號處理中，通常取m＝1～3來對采樣數據進行多項式趨勢項消除的處理。