[發明專利]一種軌道車輛蛇行運動穩定性檢測和評定方法

有效

• 申請號: 202110584757.X
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113358380B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 王小超;陸正剛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種軌道車輛蛇行運動穩定性檢測和評定方法，針對軌道車輛行駛過程中的蛇行運動穩定性進行評判，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，利用加速度傳感器實時獲取所述軌道車輛在運行過程中的構架斜對角兩個軸箱正上方位置的構架橫向振動加速度信號，對該構架橫向振動加速度信號進行采樣，得到原始采樣信號為Sig_0；

步驟S2，基于蛇行運動高階奇次諧頻特性通過預定的寬帶帶通濾波方法對所述原始采樣信號Sig_0進行f1～f2頻段的寬帶帶通濾波，得到濾波后信號Sig_1，其中，所述蛇行運動高階奇次諧頻特性為構架橫向振動頻譜中存在蛇行基頻以及所述蛇行基頻的高階奇數倍諧頻，所述f1～f2頻段為拓展至所述高階奇數倍諧頻的頻段；

步驟S3，在預定的頻率識別范圍內對所述濾波后信號Sig_1進行蛇行主頻率識別得到蛇行主頻率f_h；

步驟S4，對所述濾波后信號Sig_1進行(f_h-f_w) ～(f_h+f_w)頻段的寬帶帶通濾波，得到構架蛇行主頻信號Sig_2，其中，所述f_w為預定的帶寬；

步驟S5，對所述構架蛇行主頻信號Sig_2進行時間域上的連續峰值提取得到第一峰值序列PX，并根據該第一峰值序列獲取對應的時間序列PT；

步驟S6，利用預定的蛇行主頻振蕩周期比例規則，并基于所述時間序列PT，對所述濾波后信號Sig_1進行連續峰值提取，從而得到第二峰值序列PY；

步驟S7，判斷所述第二峰值序列PY中是否有N個連續的峰值均不小于閾值Ac；

步驟S8，在所述步驟S7判斷為否時，則判定所述軌道車輛的轉向架在蛇行運動過程中處于穩定性正常的狀態，并輸出所述轉向架在蛇行運動過程中對應的穩定信息；

步驟S9，在所述步驟S7判斷為是時，則判定所述軌道車輛的轉向架在蛇行運動過程中處于穩定性不正常的狀態，并輸出所述轉向架在蛇行運動過程中對應的失穩報警信息，

其中，所述步驟S6包括如下子步驟：

步驟S6-1，基于所述時間序列PT對所述濾波后信號Sig_1進行標定得到時間標定點；

步驟S6-2，利用所述蛇行主頻振蕩周期比例規則，以所述時間標定點為中心，以小于蛇行運動基頻半周期為搜索時間范圍，對所述濾波后信號Sig_1進行加速度最大值提取，從而得到所有的所述加速度最大值作為所述第二峰值序列PY。

2.根據權利要求1所述的軌道車輛蛇行運動穩定性檢測和評定方法，其特征在于：

其中，所述寬帶帶通濾波方法為濾波器或時頻分解重構方法中的任意一種，

所述時頻分解重構方法至少為EMD、EEMD、小波包分解中的任意一種。

3.根據權利要求2所述的軌道車輛蛇行運動穩定性檢測和評定方法，其特征在于：

其中，所述步驟S2包括如下子步驟：

步驟S2-1，利用所述時頻分解重構方法對所述原始采樣信號Sig_0進行時頻分解，得到所述原始采樣信號Sig_0在不同頻段的子信號；

步驟S2-2，對所述子信號進行頻譜分析，識別得到每個所述子信號對應的主頻率位置；

步驟S2-3，對所述主頻率位置位于所述f1～f2頻段的子信號進行重構，從而得到所述濾波后信號Sig_1。

4.根據權利要求1所述的軌道車輛蛇行運動穩定性檢測和評定方法，其特征在于：

其中，所述步驟S5包括如下子步驟：

步驟S5-1，從所述構架蛇行主頻信號Sig_2的序列點中篩選出一次差分大于0且二次差分小于0的序列點作為極大值點；

步驟S5-2，對所述構架蛇行主頻信號Sig_2取相反數，得到相反主頻信號Sig_2'；

步驟S5-3，從所述相反主頻信號Sig_2'的序列點中篩選出一次差分大于0且二次差分小于0的序列點作為極小值點；

步驟S5-4，去除所有所述極大值點中為負數的極大值點，形成新極大值點序列，并去除所有所述極小值點中為正數的極小值點，形成新極小值點序列；

步驟S5-5，判斷所述新極大值點序列中的各個極大值點與所述新極小值點序列中的各個極小值點是否在時間序列上相鄰間隔，判斷為是時，將所述新極大值點序列作為第一峰值序列PX；

步驟S5-6，在所述步驟S5-5判斷為否時，保留所述新極大值點序列中所有相鄰的兩個極大值點中較大的極大值點，從而得到去噪后極大值序列作為第一峰值序列PX；

步驟S5-7，獲取所述第一峰值序列PX，并將所述第一峰值序列PX中的極大值點對應的時間作為所述時間序列PT。