[發(fā)明專利]基于動力學分析的傳感器布局優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010216825.2
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111444574B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春勝;杜紅梅;李夫忠;唐彬
• 申請（專利權(quán)）人: 成都運達科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/14;G07C5/08
• 代理公司: 成都行之專利代理有限公司 51220
• 代理人: 李朝虎

1.基于動力學分析的傳感器布局優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：針對目標列車建立列車動力學模型，在列車動力學模型中建立虛擬傳感器，設(shè)置運行工況；所述步驟1，在列車動力學模型中對目標列車的車體、架構(gòu)和軸向設(shè)置多個虛擬傳感器，對每個車軸設(shè)置一對軸向傳感器，分別為車軸左側(cè)傳感器AL1、車軸右側(cè)傳感器AR1，對每個架構(gòu)設(shè)置兩對架構(gòu)傳感器，分別為前轉(zhuǎn)向架左側(cè)傳感器BL1、前轉(zhuǎn)向架右側(cè)傳感器BR1、后轉(zhuǎn)向架左側(cè)傳感器BL2和后轉(zhuǎn)向架右側(cè)傳感器BR2，對每節(jié)車體設(shè)置兩對車體傳感器，分別為車體前部右側(cè)傳感器CR1、車體前部左側(cè)傳感器CL1、車體后部右側(cè)傳感器CR2和車體后部左側(cè)傳感器CL2；

所述虛擬傳感器均采集測試點的縱、橫、垂3個方向的振動加速度，采集到測試點的縱、橫、垂3個方向的振動加速度位傳感器采集到的信號；

所述列車動力學模型依據(jù)SIMPACK多體動力學軟件實現(xiàn)，包括基于車輛動力學理論將關(guān)鍵列車部件設(shè)置為6自由度的剛體模型，所述關(guān)鍵列車部件包括車體、構(gòu)架、輪對、軸箱，還包括保留路基結(jié)構(gòu)彈性的剛?cè)狁詈夏Ｐ停?/p>

步驟2：開始仿真，獲取仿真過程中虛擬傳感器采集的信號；

步驟3：依據(jù)所述虛擬傳感器采集的信號，定位輪軌振動出現(xiàn)異常的時間段，定位各傳感器的信號；

步驟4：依據(jù)各傳感器的信號，確定傳感器的評價指標，對輪軌振動出現(xiàn)異常的時間段依據(jù)傳感器的評價指標進行計算，通過比較仿真過程中輪軌振動出現(xiàn)異常的時間段的傳感器評價指標結(jié)果，對各傳感器布置方案進行敏感度分析；

選取傳感器評價指標，對輪軌異常時間段的振動信號進行評價指標計算，所述傳感器評價指標包括時域分析指標和頻域分析指標，所述時域分析指標包括均方根值和最大值，所述頻域分析指標包括特征頻率、幅值，通過比較列車仿真過程中輪軌出現(xiàn)異常振動狀態(tài)時間段的傳感器評價指標，分析各傳感器布置方案進行敏感度分析；

當選擇均方根值為傳感器的評價指標時，采用均方根值對各個傳感器對于故障的敏感程度進行評價：計算得到軸箱、構(gòu)架、車體虛擬傳感器采集到的加速度的均方根值，通過比較軸箱、構(gòu)架、車體虛擬加速度傳感器的均方根計算值，得到優(yōu)化后的各傳感器布局方案；

步驟5：依據(jù)各傳感器布置方案的敏感度分析結(jié)果，生成優(yōu)化后的各傳感器布局方案，并依據(jù)優(yōu)化后的各傳感器布局方案，重新設(shè)置各傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動力學分析的傳感器布局優(yōu)化方法，其特征在于，根據(jù)目標列車的運行實況，在所述列車動力學模型中設(shè)置虛擬傳感器的采集信號方向，信號類型和采樣頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動力學分析的傳感器布局優(yōu)化方法，其特征在于，所述運行工況設(shè)置為根據(jù)目標列車的運行實況在所述列車動力學模型中包括列車牽引狀態(tài)設(shè)置、車輛運行速度設(shè)置、線路設(shè)置和軌道不平順等級設(shè)置。