[發(fā)明專利]一種基于約翰森法則的譜歸納方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010561054.0
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111811640A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周勁松;鄧辰鑫;宮島;孫煜;尤泰文;陳江雪;王秋實
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01P15/00;G06F17/10;G06F17/15;G06F17/18
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取軌道車輛軸箱處、構(gòu)架處和車體處的時域振動加速度數(shù)據(jù)樣本；

2)分段求取功率譜，對各通道進行檢驗并合并，得到特征通道

3)根據(jù)約翰森法則對振動加速度的特征通道進行容差上限估計，并計算各通道的歸納譜；

4)根據(jù)各通道的歸納譜計算分層傳遞率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，所述的步驟2)具體包括以下步驟：

21)按20s時長對時域振動加速度數(shù)據(jù)進行分段，對分段樣本采用PWELCH方法分別獲取其功率譜，形成功率譜樣本G_k(i,j)，其中，i＝1,2,3,…,L，L為通道數(shù)，j＝1,2,3,…,M，M為樣本數(shù)，k＝1,2,3,…,N，N為譜線數(shù)。

22)對均值X_i和方差S_i²的進行參數(shù)估計，則有：

其中，R(i,j)為功率譜樣本G_k(i,j)的均方根；

23)選取第a個和第b個數(shù)據(jù)通道，計算統(tǒng)計量F(a,b)和t(a,b)，給定置信度，歸并屬于同一通道的數(shù)據(jù)，形成特征通道其中，p＝1,.2,…,P，P為特征通道數(shù)，q＝1,2,…,Q_p，Q_p為特征樣本數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，所述的步驟23)中，統(tǒng)計量F(a,b)和t(a,b)的表達式為：

其中，分別為第a個和第b個數(shù)據(jù)通道的方差，X_a、X_b為第a個和第b個數(shù)據(jù)通道的均值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，所述的步驟3)具體包括以下步驟：

31)令并給定正態(tài)分位點Z_β；

32)根據(jù)給定的正態(tài)分位點Z_β確定標準正態(tài)分位點(-3Z_β，-Z_β，Z_β，3Z_β)，并將其對應(yīng)為樣本的四個分位點(x₁,x₂,x₃,x₄)；

33)令m＝x₄-x₃，n＝x₂-x₁，l＝x₃-x₂，r＝mn/l²，通過反解Z_β＝γ+ηk_i(F_v；λ,ε)，計算給定正態(tài)分位點Z_β下的容差上限F_v，則有：

其中，γ、η、λ和ε分別為轉(zhuǎn)換估計參數(shù)；

34)由Q_p個譜線值計算得到容差上限F_v(k)，遍歷所有頻率，獲得歸納譜S_p(k)，則有：

S_p(k)＝F_v(k)²。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，所述的步驟33)中，當r＝1時，轉(zhuǎn)換估計參數(shù)γ、η和ε的表達式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，所述的步驟33)中，當r＞1時，轉(zhuǎn)換估計參數(shù)γ、η、λ和ε的表達式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，所述的步驟33)中，當r＜1時，轉(zhuǎn)換估計參數(shù)γ、η、λ和ε的表達式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于約翰森法則的譜歸納方法，其特征在于，所述的步驟4)具體為：

基于歸納譜，利用頻響函數(shù)第三估算式計算一系懸掛和二系懸掛的分層傳遞閾值T₁(f)和T₂(f)，則有：

其中，S₁(f)、S₂(f)和S₃(f)分別為軸箱、構(gòu)架和車體處的歸納譜。