[發明專利]一種車體的異常振動監測方法及裝置

有效

• 申請號: 202110063006.3
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112834243B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 張瑞芳;劉峰;周永康;辛恩承;曾陸洋;王后闖
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所;鐵科縱橫(天津)科技發展有限公司
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 單曉雙;葉明川

1.一種車體的異常振動監測方法，其特征在于，包括：

獲得車體的振動響應；

根據所述車體的振動響應，計算獲得前預設階數振型中每階振型的模態參與因子；

獲取各個模態參與因子中的最大模態參與因子對應的振型，作為主導振型；

根據所述車體的振動響應計算獲得所述主導振型的模態參數；其中，所述主導振型的模態參數包括模態頻率；

根據所述模態頻率判斷所述車體是否存在異常振動；

其中，所述根據所述車體的振動響應計算獲得所述主導振型的模態參數包括：

根據所述車體的振動響應以及自回歸系數矩陣，構建自回歸模型；

根據所述車體的振動響應，建立第一漢克爾矩陣和第二漢克爾矩陣；

根據所述自回歸系數矩陣，建立中間矩陣；

根據所述第一漢克爾矩陣、所述第二漢克爾矩陣和所述中間矩陣，構建最小二乘方程；

求解所述最小二乘方程，獲得中間矩陣的估計值；

根據所述中間矩陣的估計值對所述中間矩陣進行特征值分解，獲得復數特征根；

根據所述復數特征根以及預設公式，獲得所述主導振型的模態參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述模態頻率判斷所述車體是否存在異常振動包括：

若判斷獲知所述模態頻率大于等于1赫茲且小于等于3赫茲，則輸出晃車警報信息。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述主導振型的模態參數還包括模態阻尼比；相應地，所述輸出晃車警報信息包括：

若判斷獲知所述模態阻尼比小于第一閾值且大于第二閾值，則輸出晃車預警；

若判斷獲知所述模態阻尼比小于所述第二閾值，則輸出晃車報警。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述主導振型的模態頻率判斷所述車體是否存在異常振動包括：

若判斷獲知所述模態頻率大于等于7赫茲且小于等于10赫茲，則輸出抖車警報信息。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述主導振型的模態參數還包括模態阻尼比；相應地，所述輸出抖車警報信息包括：

若判斷獲知所述模態阻尼比小于第一閾值且大于第二閾值，則輸出抖車預警；

若判斷獲知所述模態阻尼比小于第二閾值，則輸出抖車報警。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述車體的振動響應，計算獲得前預設階數振型中每階振型的模態參與因子包括：

根據所述車體的振動響應，構建振動響應矩陣；

根據所述振動響應矩陣，建立每個采樣時間點的自相關函數矩陣；

根據各個采樣時間點的自相關函數矩陣建立漢克爾矩陣塊，并根據模態振型矩陣和當前階數振型對應的對角矩陣建立當前階數振型對應振型信息矩陣；

根據所述漢克爾矩陣塊和所述振型信息矩陣，建立模態振型參與向量方程；

求解所述模態振型參與向量方程，獲得模態振型參與向量的估計；

根據第一個采樣時間點的自相關函數矩陣和振型參與的標量表達式，計算獲得振型參與的標量；其中，所述第一個采樣時間點的自相關函數矩陣包括模態振型參與向量的估計，所述振型參與的標量表達式包括振型參與因子的估計和所述振型參與的標量，所述模態振型參與向量的估計包括所述振型參與因子的估計；

根據所述振型參與的標量以及模態振型參與因子計算公式，計算獲得所述模態參與因子；其中，所述模態振型參與因子計算公式是預設的。