鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法及裝置，涉及鐵道車輛【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明通過各步驟的配合，使得在線路運(yùn)行狀態(tài)下，克服了辨識(shí)鐵道車輛轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)振動(dòng)模態(tài)的困難，能夠獲得鐵道車輛穩(wěn)定性的長期演變趨勢，以確定鐵道列車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的裕度。本發(fā)明還可以有效地排除線路不平順等線路激擾因素，對(duì)辨識(shí)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)模態(tài)阻尼比的干擾。本發(fā)明還可以有效地排除轉(zhuǎn)向架上安裝部件彈性振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)部件（如電機(jī)、輪對(duì)等）的旋轉(zhuǎn)激勵(lì)等影響因素，對(duì)辨識(shí)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)模態(tài)阻尼比的干擾。
【專利說明】鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法及裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵道車輛【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)向架，又稱臺(tái)車，是鐵道車輛上最重要的部件之一，它直接承載車體自重和載重，引導(dǎo)車輛沿鐵路軌道運(yùn)行，保證車輛順利通過曲線，并具有減緩來自車輛運(yùn)行時(shí)帶來震動(dòng)和沖擊的作用，因此轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)也直接決定了車輛的穩(wěn)定性和車輛乘坐的舒適性。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的骨架，轉(zhuǎn)向架上其他組成部分都裝在構(gòu)架上從而組成一個(gè)轉(zhuǎn)向架，并傳遞各方向的作用力。
[0003]在鐵道車輛實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有的動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性判斷標(biāo)準(zhǔn)如下:“當(dāng)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架加速度IOHz濾波后，峰值有連續(xù)6次以上達(dá)到或超過極限值8~10m/s2 (0.8g~1.0g),評(píng)定轉(zhuǎn)向架失穩(wěn)?！?br> [0004]隨著車輛運(yùn)營里程增加，維護(hù)人員需要掌握轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性隨著運(yùn)行里程增加、車輪磨耗惡化等演變的趨勢。但由于在線路運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)向架的橫向加速度峰值和峰值出現(xiàn)次數(shù)受線路激擾的影響顯著，包含了線路不平順激擾、轉(zhuǎn)向架上懸掛部件(如電機(jī)、齒輪箱等)的干擾。因此僅通過轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的峰值或連續(xù)次數(shù)，無法有效地得出隨運(yùn)行里程增加，轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的長期演變趨勢，以及確定轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的裕度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何獲得鐵道車輛穩(wěn)定性的長期演變趨勢，以確定鐵道列車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的裕度。
`[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法，所述方法包括以下步驟:
[0009]S1:通過設(shè)置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)角處的兩個(gè)橫向加速度傳感器獲取兩組橫向加速度；
[0010]S2:對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段，逐段計(jì)算所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜；
[0011]S3:對(duì)所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜各個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)進(jìn)行相除，以獲得第一加速度傳遞率；
[0012]S4:對(duì)各個(gè)不同分段的第一加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第一偽頻響譜；
[0013]S5:對(duì)所述第一偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得轉(zhuǎn)向架橫向振動(dòng)的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；[0014]S6:根據(jù)所述固有頻率及模態(tài)振型判定所述轉(zhuǎn)向架是否處于蛇行運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述轉(zhuǎn)向架處于蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼比進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的演變趨勢，從而確定所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的裕度。
[0015]其中，步驟S5和S6之間還包括:
[0016]S301:將步驟S3中相除的分子和分母進(jìn)行對(duì)換，以獲得第二加速度傳遞率；
[0017]S302:對(duì)各個(gè)不同分段的第二加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第二偽頻響譜；
[0018]S303:對(duì)所述第二偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；
[0019]S304:將步驟S5得到的結(jié)果和步驟S303得到的結(jié)果的平均值作為所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型。
[0020]其中，步驟S2中，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度或運(yùn)行區(qū)段來對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段。
[0021]其中，步驟S303和步驟S304之間還包括:
[0022]將所述步驟S5得到的結(jié)果和步驟S303得到的結(jié)果進(jìn)行比較，若差值超過閾值，則返回步驟S2，并將步驟S2采用其他方式進(jìn)行分段，否則執(zhí)行步驟S304。
[0023]其中，步驟S5和步驟S303中通過正交多項(xiàng)式擬合、有理多項(xiàng)式部分和分析法、最小二乘復(fù)頻域法、導(dǎo)納圓辨識(shí)法或非線性優(yōu)化辨識(shí)法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。
[0024]本發(fā)明還公開了一種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷裝置，所述裝置包括:
[0025]加速度獲取模塊，用于通過設(shè)置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)角處的兩個(gè)橫向加速度傳感器獲取兩組橫向加速度；
[0026]分段計(jì)算模塊，用于對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段，逐段計(jì)算所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜；
[0027]第一傳遞率獲取模塊，用于對(duì)所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜各個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)進(jìn)行相除，以獲得第一加速度傳遞率；
[0028]第一相減取倒模塊，用于對(duì)各個(gè)不同分段的第一加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第一偽頻響譜；
[0029]第一參數(shù)辨識(shí)模塊，用于對(duì)所述第一偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；
[0030]穩(wěn)定性判斷模塊，用于根據(jù)所述固有頻率及模態(tài)振型判定所述轉(zhuǎn)向架是否處于蛇行運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述轉(zhuǎn)向架處于蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼比進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的演變趨勢，從而確定所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的裕度。
[0031 ] 其中，所述裝置還包括:
[0032]第二傳遞率獲取模塊，用于將所述第一傳遞率獲取模塊中相除的分子和分母進(jìn)行對(duì)換，以獲得第二加速度傳遞率；
[0033]第二相減取倒模塊，用于對(duì)各個(gè)不同分段的第二加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第二偽頻響譜；
[0034]第二參數(shù)辨識(shí)模塊，用于對(duì)所述第二偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；[0035]平均值計(jì)算模塊，用于將第一參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果和第二參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果的平均值作為所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型。
[0036]其中，所述分段計(jì)算模塊中，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度或運(yùn)行區(qū)段來對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段。
[0037]其中，所述裝置還包括:
[0038]比較模塊，用于將所述第一參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果和第二參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果進(jìn)行比較。
[0039]其中，所述第一參數(shù)辨識(shí)模塊和第二參數(shù)辨識(shí)模塊中通過正交多項(xiàng)式擬合、有理多項(xiàng)式部分和分析法、最小二乘復(fù)頻域法、導(dǎo)納圓辨識(shí)法或非線性優(yōu)化辨識(shí)法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。
[0040](三)有益效果
[0041]本發(fā)明通過各步驟的配合，使得在線路運(yùn)行狀態(tài)下，克服了辨識(shí)鐵道車輛轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)振動(dòng)模態(tài)的困難，能夠獲得鐵道車輛穩(wěn)定性的長期演變趨勢，以確定鐵道列車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的裕度。
[0042]本發(fā)明還可以有效地排除線路不平順等線路激擾因素，對(duì)辨識(shí)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)模態(tài)阻尼比的干擾。
[0043]本發(fā)明還可以有 效地排除轉(zhuǎn)向架上安裝部件彈性振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)部件(如電機(jī)、輪對(duì)等)的旋轉(zhuǎn)激勵(lì)等影響因素，對(duì)辨識(shí)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)模態(tài)阻尼比的干擾。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法的流程圖；
[0045]圖2是本發(fā)明另一種實(shí)施方式的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法的流程圖；
[0046]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0047]圖4是本發(fā)明另一種實(shí)施方式的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0049]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法的流程圖；參照?qǐng)D1，所述方法包括以下步驟:
[0050]S1:通過設(shè)置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)角處的兩個(gè)橫向加速度傳感器獲取兩組橫向加速度，將所述兩組橫向加速度分別記為加速度信號(hào)a和加速度信號(hào)b ；
[0051]S2:對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段，逐段計(jì)算所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜，將所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜記為第η段加速度頻譜信號(hào)Fan和Fbn,其中，η代表分段號(hào)標(biāo)識(shí)，η=1,…，X, X為分段總數(shù)。
[0052]S3:對(duì)所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜各個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)進(jìn)行相除，以獲得第
一加速度傳遞率Fan/Fbn ；
[0053]S4:對(duì)各個(gè)不同分段的第一加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第一偽頻響譜I/ (Fanl/Fbnl-Fan2/Fbn2), nl和n2分別代表分段號(hào)標(biāo)識(shí)，nl=l,…，x, n2=l,…，x,且 nl ^ n20
[0054]S5:對(duì)所述第一偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；[0055]S6:根據(jù)所述固有頻率及模態(tài)振型判定所述轉(zhuǎn)向架是否處于蛇行運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述轉(zhuǎn)向架處于蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼比進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的演變趨勢，從而確定所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的裕度；
[0056]本步驟中，結(jié)合鐵道車輛運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性理論，轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)趨于不收斂或發(fā)散的狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)的阻尼比趨近于零，向負(fù)阻尼發(fā)展。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)得出的轉(zhuǎn)向架橫向振動(dòng)頻率(即固定頻率)和振型(即模態(tài)振型)，對(duì)轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)予以確認(rèn)判定，并根據(jù)蛇行運(yùn)動(dòng)的阻尼比，即可判斷出鐵道車輛蛇行運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性裕度。
[0057]為了提高所述穩(wěn)定性判斷的準(zhǔn)確性，消除干擾，參照?qǐng)D2，優(yōu)選地，步驟S5和S6之間還包括:
[0058]S301:將步驟S3中相除的分子和分母進(jìn)行對(duì)換，以獲得第二加速度傳遞率Fbn/Fan;
[0059]S302:對(duì)各個(gè)不同分段的第二加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得
第二偽頻響譜 l/(Fbnl/Fanl-Fbn2/Fan2)；
[0060]S303:對(duì)所述第二偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；
[0061]S304:將步驟S5得到的結(jié)果和步驟S303得到的結(jié)果的平均值(即步驟S5得到的固有頻率和步驟S303得到的固有頻率的平均值、步驟S5得到的阻尼比和步驟S303得到的阻尼比的平均值及步驟S5得到的模態(tài)振型和步驟S303得到的模態(tài)振型的平均值)作為所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型。
[0062]本實(shí)施方式中，一般在鐵道車輛的一個(gè)車輪鏇修周期內(nèi)(一般約20萬公里~40萬公里)，按照每I萬公里間隔執(zhí)行本實(shí)施方式的方法一次，以保證車輛安全。
[0063]優(yōu)選地，步驟S2中，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度或運(yùn)行區(qū)段來對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段，可選擇其中的任意一種來實(shí)現(xiàn)。
[0064]為進(jìn)一步提高所述穩(wěn)定性判斷的準(zhǔn)確，優(yōu)選地，步驟S303和步驟S304之間還包括:
[0065]將所述步驟S5得到的結(jié)果和步驟S303得到的結(jié)果進(jìn)行比較，若差值超過閾值，則返回步驟S2，并將步驟S2采用其他方式(即先在現(xiàn)有的三種分段方式中選擇一種；若差值超過閾值，則再在其他兩種分段方式選擇一種，并重新執(zhí)行流程；若差值還超過閾值，則選擇剩下的最后一種分段方式，若仍然超過所述閾值，則將此前獲得的差值最小的結(jié)果作為獲得的結(jié)果)進(jìn)行分段，否則執(zhí)行步驟S304。
[0066]為便于識(shí)別所述模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，優(yōu)選地，步驟S5和步驟S303中通過正交多項(xiàng)式擬合、有理多項(xiàng)式部分和分析法、最小二乘復(fù)頻域法、導(dǎo)納圓辨識(shí)法或非線性優(yōu)化辨識(shí)法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。
[0067]本發(fā)明還公開了一種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷裝置，參照?qǐng)D3，所述裝置包括:[0068]加速度獲取模塊，用于通過設(shè)置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)角處的兩個(gè)橫向加速度傳感器獲取兩組橫向加速度；
[0069]分段計(jì)算模塊，用于對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段，逐段計(jì)算所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜；
[0070]第一傳遞率獲取模塊，用于對(duì)所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜各個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)進(jìn)行相除，以獲得第一加速度傳遞率；
[0071]第一相減取倒模塊，用于對(duì)各個(gè)不同分段的第一加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第一偽頻響譜；
[0072]第一參數(shù)辨識(shí)模塊，用于對(duì)所述第一偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；
[0073]穩(wěn)定性判斷模塊，用于根據(jù)所述固有頻率及模態(tài)振型判定所述轉(zhuǎn)向架是否處于蛇行運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述轉(zhuǎn)向架處于蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼比進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的演變趨勢，從而確定所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的裕度。
[0074]參照?qǐng)D4,優(yōu)選地,所述裝置還包括:
[0075]第二傳遞率獲取模塊，用于將所述第一傳遞率獲取模塊中相除的分子和分母進(jìn)行對(duì)換，以獲得第二加速度傳遞率；
[0076]第二相減取倒模塊，用于對(duì)各個(gè)不同分段的第二加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第二偽頻響譜；
[0077]第二參數(shù)辨識(shí)模塊，用于對(duì)所述第二偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；
[0078]平均值計(jì)算模塊，用于將第一參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果和第二參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果的平均值作為所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型。
[0079]優(yōu)選地，分段計(jì)算模塊中，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度或運(yùn)行區(qū)段來對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段。
[0080]優(yōu)選地,所述裝置還包括:
[0081 ] 比較模塊，用于將所述第一參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果和第二參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果進(jìn)行比較。
[0082]優(yōu)選地，所述第一參數(shù)辨識(shí)模塊和第二參數(shù)辨識(shí)模塊中通過正交多項(xiàng)式擬合、有理多項(xiàng)式部分和分析法、最小二乘復(fù)頻域法、導(dǎo)納圓辨識(shí)法或非線性優(yōu)化辨識(shí)法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。
[0083]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: S1:通過設(shè)置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)角處的兩個(gè)橫向加速度傳感器獲取兩組橫向加速度； 52:對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段，逐段計(jì)算所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜； 53:對(duì)所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜各個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)進(jìn)行相除，以獲得第一加速度傳遞率； 54:對(duì)各個(gè)不同分段的第一加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第一偽頻響譜； 55:對(duì)所述第一偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得轉(zhuǎn)向架橫向振動(dòng)的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型； S6:根據(jù)所述固有頻率及模態(tài)振型判定所述轉(zhuǎn)向架是否處于蛇行運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述轉(zhuǎn)向架處于蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼比進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的演變趨勢，從而確定所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的裕度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5和S6之間還包括: 5301:將步驟S3中相除的分子和分母進(jìn)行對(duì)換，以獲得第二加速度傳遞率； 5302:對(duì)各個(gè)不同分段的第二加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第二偽頻響譜； 5303:對(duì)所述第二偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型； 5304:將步驟S5得到的結(jié) 果和步驟S303得到的結(jié)果的平均值作為所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟S2中，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度或運(yùn)行區(qū)段來對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S303和步驟S304之間還包括: 將所述步驟S5得到的結(jié)果和步驟S303得到的結(jié)果進(jìn)行比較，若差值超過閾值，則返回步驟S2，并將步驟S2采用其他方式進(jìn)行分段，否則執(zhí)行步驟S304。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟S5和步驟S303中通過正交多項(xiàng)式擬合、有理多項(xiàng)式部分和分析法、最小二乘復(fù)頻域法、導(dǎo)納圓辨識(shí)法或非線性優(yōu)化辨識(shí)法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。
6.一種鐵道車輛轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷裝置，其特征在于，所述裝置包括: 加速度獲取模塊，用于通過設(shè)置于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對(duì)角處的兩個(gè)橫向加速度傳感器獲取兩組橫向加速度； 分段計(jì)算模塊，用于對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段，逐段計(jì)算所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜； 第一傳遞率獲取模塊，用于對(duì)所述兩組橫向加速度的傅里葉頻譜各個(gè)對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)進(jìn)行相除，以獲得第一加速度傳遞率； 第一相減取倒模塊，用于對(duì)各個(gè)不同分段的第一加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第一偽頻響譜； 第一參數(shù)辨識(shí)模塊，用于對(duì)所述第一偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型；穩(wěn)定性判斷模塊，用于根據(jù)所述固有頻率及模態(tài)振型判定所述轉(zhuǎn)向架是否處于蛇行運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述轉(zhuǎn)向架處于蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻尼比進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的演變趨勢，從而確定所述轉(zhuǎn)向架穩(wěn)定性的裕度。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 第二傳遞率獲取模塊，用于將所述第一傳遞率獲取模塊中相除的分子和分母進(jìn)行對(duì)換，以獲得第二加速度傳遞率； 第二相減取倒模塊，用于對(duì)各個(gè)不同分段的第二加速度傳遞率進(jìn)行相減，并對(duì)相減值取倒數(shù)，以獲得第二偽頻響譜； 第二參數(shù)辨識(shí)模塊，用于對(duì)所述第二偽頻響譜進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)，以獲得所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型； 平均值計(jì)算模塊，用于將第一參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果和第二參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果的平均值作為所述轉(zhuǎn)向架的固有頻率、阻尼比及模態(tài)振型。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述分段計(jì)算模塊中，根據(jù)所述轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行速度或運(yùn)行區(qū)段來對(duì)所述兩組橫向加速度進(jìn)行分段。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 比較模塊，用于將 所述第一參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果和第二參數(shù)辨識(shí)模塊得到的結(jié)果進(jìn)行比較。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一參數(shù)辨識(shí)模塊和第二參數(shù)辨識(shí)模塊中通過正交多項(xiàng)式擬合、有理多項(xiàng)式部分和分析法、最小二乘復(fù)頻域法、導(dǎo)納圓辨識(shí)法或非線性優(yōu)化辨識(shí)法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)辨識(shí)。
【文檔編號(hào)】G01M17/08GK103674582SQ201310628423
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】李海濤, 虞大聯(lián), 趙長龍, 曲文強(qiáng) 申請(qǐng)人:南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司