本發(fā)明涉及輸電線路領(lǐng)域,具體而言,涉及一種拉線基頻的測量方法和裝置。
背景技術(shù):
目前,國內(nèi)外架空輸電線路中仍有相當(dāng)數(shù)量的拉線型桿塔,由于結(jié)構(gòu)原因,尤其是拉線張力(或稱運行張力)調(diào)整不當(dāng)(不符合設(shè)計要求)或拉線間張力不平衡,成為倒塔事故的潛在隱患,所以拉線張力測量和監(jiān)測顯得尤為重要。現(xiàn)有的測量方法有:
油壓表法:由張拉系統(tǒng)上經(jīng)過標(biāo)定的油壓表直接讀出張力;
傳感器法:在拉線或吊桿錨頭與墊板之間放置壓力傳感器測定其張力;
振動頻譜法:測取拉線或吊桿自振頻率后根據(jù)張力與自振頻率之間的關(guān)系算得張力;
磁通量法:在拉線或吊桿中放置電磁傳感器通過其磁通量的變化來測定張力。
在上述幾種測試方法中以振動頻譜法最為經(jīng)濟(jì)、實用且對拉線無損。
振動頻譜法理論研究表明,拉線張力與其振動頻率之間存在著嚴(yán)密的數(shù)學(xué)對應(yīng)關(guān)系。拉線的固有頻率不僅受到其張力的影響,而且還受拉線的彎曲剛度、垂跨比以及兩端支承條件和傾角的影響。因此,在估算拉線的張力時必須考慮這些因素。但因其復(fù)雜性,工程上以往大多采用兩端鉸結(jié)支承條件下的拉線振動固有頻率來求得張力,以實現(xiàn)拉線張力的簡單、快速而可靠測試。拉線張力計算公式如下:
(a)拉線桿塔斜拉線的張力計算公式(斜拉橋模型):
T=4ρl2f02,(λ2≤0.17) (1)
T0=4ρf02l2,迭代到前后兩次值相差不到1%,即:
100(Tn-Tn-1)/Tn-1≤1%,n≥1,
T=ρl2f02,(4π2≤λ2) (3)
(b)懸索塔(橫)拉線的張力計算公式(懸索橋主索模型):
其中:f0為拉線的基頻;T為拉線張力;l為拉線長;ρ為拉線的線密度;E為彈性模量;D為拉線直徑;Tn為第n次迭代計算拉線張力。
其中,λ2,ξ的計算方法如下:
其中:H為常數(shù);g為重力加速度;
計算H的迭代公式為:
H0=4ρf2l2,迭代到前后兩次值相差不到1%,即:
100(Hn-Hn-1)/Hn-1≤1%,H=Hn,
其中:Hn為計算常數(shù)H第n次迭代值。
參變量匯總表如下:
f0:為拉線的基頻,赫茲(Hz);
fn:拉線的n階頻,赫茲(Hz);
T:拉線張力,牛(N);
Tn:第n次迭代計算拉線張力,牛(N);
l:拉線長,米(m);
ρ:拉線的線密度,千克每米(kg/m);
E:彈性模量,G帕(Gpa);
D:拉線直徑,米(m);
H:常數(shù);
g:重力加速度,米/秒的平方(m/s2)。
因此,可以在已知拉線的密度、長度、直徑、彈性模量等信息的情況下選定某種計算橋梁模型,將測得拉線振動固有頻率導(dǎo)入公式來計算拉線索力。由此可見基頻是影響該方法測量拉線張力精度的重要因素。但是,在現(xiàn)有技術(shù)中拉線基頻的測量方法測量誤差大,測量準(zhǔn)確度低。
針對現(xiàn)有技術(shù)中拉線基頻的測量方法測量準(zhǔn)確度低的問題,目前尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例提供了一種拉線基頻的測量方法和裝置,以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中拉線基頻的測量方法測量準(zhǔn)確度低的技術(shù)問題。
根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面,提供了一種拉線基頻的測量方法,包括:獲取振動頻譜,其中,振動頻譜包括:多個頻點,以及每個頻點的頻點值和幅度值;對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合;獲取每組頻點集合中最大幅度值對應(yīng)的頻點,得到多個目標(biāo)頻點;基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻。
進(jìn)一步地,對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合包括:對振動頻譜進(jìn)行截取,得到截取后的振動頻譜;基于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合。
進(jìn)一步地,對振動頻譜進(jìn)行截取,得到截取后的振動頻譜包括:對振動頻譜進(jìn)行截取,得到第一振動頻譜;按照第一振動頻譜中每個頻點的幅度值對第一振動頻譜中的每個頻點進(jìn)行降序排序,得到第二振動頻譜;選取第二振動頻譜中從第一個頻點開始的預(yù)設(shè)個數(shù)的頻點,得到截取后的振動頻譜。
進(jìn)一步地,基于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合包括:對截取后的振動頻譜按照頻點值進(jìn)行升序排序,得到排序后的振動頻譜;根據(jù)排序后的振動頻譜中每個頻點的頻點值和預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),得到多組頻點集合。
進(jìn)一步地,根據(jù)排序后的振動頻譜中每個頻點的頻點值和預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),得到多組頻點集合包括:步驟A,將排序后的振動頻譜中的第一個頻點作為當(dāng)前頻點;步驟B,計算當(dāng)前頻點的頻點值和與當(dāng)前頻點相鄰的下一個頻點的頻點值的差值;步驟C,判斷差值是否小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),其中,如果差值小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點和與下一個頻點存入第一頻點集合,如果差值大于等于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點存入第一頻點集合,并將下一個頻點存入第二頻點集合;步驟D,將下一個頻點作為當(dāng)前頻點,并循環(huán)執(zhí)行步驟B至步驟C,直至下一個頻點為排序后的振動頻譜中的最后一個頻點。
進(jìn)一步地,基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻包括:獲取每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,得到多個頻率值;獲取多個頻率值中的最大頻率值和最小頻率值;計算最大頻率值和最小頻率值的差值;計算差值與頻率周期數(shù)的比值,得到拉線基頻,其中,頻率周期數(shù)為多個目標(biāo)頻點的數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)值的差值。
進(jìn)一步地,獲取每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,得到多個頻率值包括:獲取振動頻譜的頻率值和多個頻點的數(shù)量;計算振動頻譜的頻率值與多個頻點的數(shù)量的比值,得到頻點占有頻率值;計算每個目標(biāo)頻點的頻率值與頻點占有頻率值的積值,得到多個頻率值。
進(jìn)一步地,獲取振動頻譜包括:接收振動傳感器采集到的振動數(shù)據(jù);對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換,得到振動頻譜。
進(jìn)一步地,在基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻之后,上述方法還包括:基于振動頻譜法,根據(jù)拉線基頻,得到拉線張力。
根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面,還提供了一種拉線基頻的測量裝置,包括:第一獲取單元,用于獲取振動頻譜,其中,振動頻譜包括:多個頻點,以及每個頻點的頻率值和幅度值;劃分單元,用于對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合;第二獲取單元,用于獲取每組頻點集合中最大幅度值對應(yīng)的頻點,得到多個目標(biāo)頻點;第一處理單元,用于基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻。
進(jìn)一步地,劃分單元包括:截取模塊,用于對振動頻譜進(jìn)行截取,得到截取后的振動頻譜;劃分模塊,用于基于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合。
進(jìn)一步地,截取模塊包括:截取子模塊,用于對振動頻譜進(jìn)行截取,得到第一振動頻譜;第一排序子模塊,用于按照第一振動頻譜中每個頻點的幅度值對第一振動頻譜中的每個頻點進(jìn)行降序排序,得到第二振動頻譜;選取子模塊,用于選取第二振動頻譜中從第一個頻點開始的預(yù)設(shè)個數(shù)的頻點,得到截取后的振動頻譜。
進(jìn)一步地,劃分模塊包括:第二排序子模塊,用于對截取后的振動頻譜按照頻點值進(jìn)行升序排序,得到排序后的振動頻譜;處理子模塊,用于根據(jù)排序后的振動頻譜中每個頻點的頻點值和預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),得到多組頻點集合。
進(jìn)一步地,處理子模塊包括:處理重子模塊,用于將排序后的振動頻譜中的第一個頻點作為當(dāng)前頻點;計算重子模塊,用于計算當(dāng)前頻點的頻點值和與當(dāng)前頻點相鄰的下一個頻點的頻點值的差值;判斷重子模塊,用于判斷差值是否小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),其中,如果差值小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點和與下一個頻點存入第一頻點集合,如果差值大于等于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點存入第一頻點集合,并將下一個頻點存入第二頻點集合;循環(huán)重子模塊,用于將下一個頻點作為當(dāng)前頻點,并循環(huán)執(zhí)行計算重子模塊和判斷重子模塊的功能,直至下一個頻點為排序后的振動頻譜中的最后一個頻點。
進(jìn)一步地,第一處理單元包括:第一獲取模塊,用于獲取每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,得到多個頻率值;第二獲取模塊,用于獲取多個頻率值中的最大頻率值和最小頻率值;第一計算模塊,用于計算最大頻率值和最小頻率值的差值;第二計算模塊,用于計算差值與頻率周期數(shù)的比值,得到拉線基頻,其中,頻率周期數(shù)為多個目標(biāo)頻點的數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)值的差值。
進(jìn)一步地,第一獲取模塊包括:獲取子模塊,用于獲取振動頻譜的頻率值和多個頻點的數(shù)量;第一計算子模塊,用于計算振動頻譜的頻率值與多個頻點的數(shù)量的比值,得到頻點占有頻率值;第二計算子模塊,用于計算每個目標(biāo)頻點的頻率值與頻點占有頻率值的積值,得到多個頻率值。
在本發(fā)明實施例中,獲取振動頻譜,對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合,獲取每組頻點集合中最大幅度值對應(yīng)的頻點,得到多個目標(biāo)頻點,基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻,從而實現(xiàn)計算拉線基頻,進(jìn)一步實現(xiàn)桿塔拉線的張力測試。容易注意到的是,通過對振動頻譜進(jìn)行劃分,并根據(jù)最大幅度值對應(yīng)的頻點的頻率值,計算得到拉線基頻,降低了測量誤差,增加精度,解決了現(xiàn)有技術(shù)中拉線基頻的測量方法測量準(zhǔn)確度低的技術(shù)問題。因此,通過本發(fā)明上述實施例提供的方案,可以達(dá)到降低測量誤差,增加精度,提高測量準(zhǔn)確度的效果。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種拉線基頻的測量方法的流程圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的拉線基頻的測量方法的流程圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的振動頻譜的示意圖;以及
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種拉線基頻的測量裝置的示意圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
需要說明的是,本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換,以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外,術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
實施例1
根據(jù)本發(fā)明實施例,提供了一種拉線基頻的測量方法的實施例,需要說明的是,在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行,并且,雖然在流程圖中示出了邏輯順序,但是在某些情況下,可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種拉線基頻的測量方法的流程圖,如圖1所示,該方法包括如下步驟:
步驟S102,獲取振動頻譜,其中,振動頻譜包括:多個頻點,以及每個頻點的頻點值和幅度值。
具體的,每個頻點的頻點值可以是振動頻譜中每個頻點的橫坐標(biāo),即該頻點是多個頻點中的第幾個頻點;每個頻點的幅度值可以是振動頻譜中每個頻點的縱坐標(biāo),即每個頻點的振幅大小。
步驟S104,對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合。
步驟S106,獲取每組頻點集合中最大幅度值對應(yīng)的頻點,得到多個目標(biāo)頻點。
步驟S108,基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻。
在一種可選的方案中,可以通過振動傳感器采集振動數(shù)據(jù),并繪制振動數(shù)據(jù)的頻譜得到振動頻譜,按照堆點間隔數(shù)將振動頻譜中的多個進(jìn)行分離,分離成多組頻點集合,每個頻點集合中至少可以包括一個頻點,然后遍歷每組頻點集合中的所有頻點,找出每組頻點集合中的最大幅度值對應(yīng)的頻點,并標(biāo)記為目標(biāo)頻點,讀取第一組頻點集合中的目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和最后一組頻點集合中的目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,根據(jù)兩個頻率值和頻點集合數(shù)量,得到拉線基頻。
根據(jù)本發(fā)明上述實施例,獲取振動頻譜,對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合,獲取每組頻點集合中最大幅度值對應(yīng)的頻點,得到多個目標(biāo)頻點,基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻,從而實現(xiàn)計算拉線基頻,進(jìn)一步實現(xiàn)桿塔拉線的張力測試。容易注意到的是,通過對振動頻譜進(jìn)行劃分,并根據(jù)最大幅度值對應(yīng)的頻點的頻率值,計算得到拉線基頻,降低了測量誤差,增加精度,解決了現(xiàn)有技術(shù)中拉線基頻的測量方法測量準(zhǔn)確度低的技術(shù)問題。因此,通過本發(fā)明上述實施例提供的方案,可以達(dá)到降低測量誤差,增加精度,提高測量準(zhǔn)確度的效果。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,步驟S104,對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合包括:
步驟S1042,對振動頻譜進(jìn)行截取,得到截取后的振動頻譜。
在一種可選的方案中,振動傳感器采集到的振動頻譜是對稱且周期性的,為了提升拉線基頻的測量速度,可以對振動頻譜進(jìn)行截取,選取部分周期頻譜,得到周期頻點集合(即上述的截取后的振動頻譜)。
步驟S1044,基于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合。
具體的,上述的預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù)可以是一個全局常量,作為比較數(shù),可以根據(jù)實際測量需要設(shè)置堆點間隔數(shù)的取值,例如,可以根據(jù)測量速度和測量精度的需求,選取合適的堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分。
在一種可選的方案中,在通過截取,得到周期頻點集合之后,可以周期頻點集合中的所有頻點,將所有頻點與堆點間隔數(shù)比較,確定每組頻點集合的起始頻點和終止頻點,從而得到每組頻點集合中的所有頻點。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,步驟S1042,對振動頻譜進(jìn)行截取,得到截取后的振動頻譜包括:
步驟S10422,對振動頻譜進(jìn)行截取,得到第一振動頻譜。
步驟S10424,按照第一振動頻譜中每個頻點的幅度值對第一振動頻譜中的每個頻點進(jìn)行降序排序,得到第二振動頻譜。
步驟S10426,選取第二振動頻譜中從第一個頻點開始的預(yù)設(shè)個數(shù)的頻點,得到截取后的振動頻譜。
具體的,上述的預(yù)設(shè)個數(shù)可以根據(jù)實際測量需要進(jìn)行設(shè)定,例如,可以根據(jù)測量速度和測量精度的需求,選取合適的堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分。
在一種可選的方案中,可以對采集到的振動頻譜進(jìn)行兩次截取,首先對采集到的振動頻譜進(jìn)行第一次截取,得到第一振動頻譜,然后對第一振動頻譜中的所有頻點進(jìn)行排序,按照幅度值的大小進(jìn)行降序排序,并從排序后的振動頻譜中選取前N個頻點,得到第二次截取后的振動頻譜。
例如,以采集到的振動頻譜包含4096個頻點為例,對本發(fā)明上述實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,可以對4096個頻點進(jìn)行截取,截取前1024個頻點,將1024個頻點按照幅度值進(jìn)行從大到小排序,并選取前30個頻點,得到截取后的振動頻譜。
此處需要說明的是,由于需要選取每組頻點集合中的最大幅度值對應(yīng)的頻點,因此,可以將第一次截取后的振動頻譜按照最大幅度值進(jìn)行排序,選取前N個頻點,即可以保證獲取到每組頻點集合中的最大幅度值對應(yīng)的頻點,又可以減少拉線基頻的計算量,從而提升拉線基頻的測量速度,縮短測量時間,提高測量效率。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,步驟S1044,基于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合包括:
步驟S10442,對截取后的振動頻譜按照頻點值進(jìn)行升序排序,得到排序后的振動頻譜。
在一種可選的方案中,在得到截取后的振動頻譜之后,由于截取后的振動頻譜中的頻點是按照幅度值進(jìn)行排序的,頻點的頻點值排序混亂,因此,在分離成多組頻點集合之前,需要將截取后的振動頻譜中的頻點按照頻點值的大小進(jìn)行升序排列,從而所有頻點的排列順序與原始振動頻譜中的排列順序相同。
步驟S10444,根據(jù)排序后的振動頻譜中每個頻點的頻點值和預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),得到多組頻點集合。
在一種可選的方案中,可以遍歷排序后的振動頻譜中的所有頻點,將每個頻點與間隔數(shù)比較,確定每組頻點集合中的起始頻點和末尾頻點,從而得到每組頻點集合中包含的頻點。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,步驟S10444,根據(jù)排序后的振動頻譜中每個頻點的頻點值和預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),得到多組頻點集合包括:
步驟A,將排序后的振動頻譜中的第一個頻點作為當(dāng)前頻點。
步驟B,計算當(dāng)前頻點的頻點值和與當(dāng)前頻點相鄰的下一個頻點的頻點值的差值。
步驟C,判斷差值是否小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),其中,如果差值小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點和與下一個頻點存入第一頻點集合,如果差值大于等于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點存入第一頻點集合,并將下一個頻點存入第二頻點集合。
步驟D,將下一個頻點作為當(dāng)前頻點,并循環(huán)執(zhí)行步驟B至步驟C,直至下一個頻點為排序后的振動頻譜中的最后一個頻點。
在一種可選的方案中,可以遍歷排序后的振動頻譜中的每個頻點,將每個頻點與相鄰的下一個頻點進(jìn)行比較,計算兩個頻點值的差值,得到兩個頻點的間隔數(shù),將兩個頻點的間隔數(shù)與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果兩個頻點的間隔數(shù)小于堆點間隔數(shù),則確定兩個頻點為同一頻點集合中的頻點,可以將兩個頻點存入同一個頻點集合;如果兩個頻點的間隔數(shù)大于等于堆點間隔數(shù),則確定兩個頻點為不同頻點集合中的頻點,可以將兩個頻點分別存儲兩個頻點集合,直至某個頻點的下一個頻點為排序后的振動頻譜中的最后一個頻點,則結(jié)束對振動頻譜進(jìn)行分離的過程。
例如,仍以采集到的振動頻譜包含4096個頻點為例,對本發(fā)明上述實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,在從4096個頻點中選取前30個頻點,得到截取后的振動頻譜之后,可以計算第1個頻點和第2個頻點的頻點值的差值,并將該差值與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果該差值大于等于堆點間隔數(shù),則確定第1個頻點為第1個頻點集合的起始頻點和末尾頻點,第2個頻點為第2個頻點結(jié)合的起始頻點;然后計算第2個頻點和第3個頻點的頻點值的差值,并將該差值與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果該差值小于堆點間隔數(shù),則確定第2個頻點和第3個頻點均為第2個頻點集合中的頻點;然后計算第3個頻點和第4個頻點的頻點值的差值,并將該差值與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果該差值大于等于堆點間隔數(shù),則確定第3個頻點為第2個頻點集合中的末尾頻點,第4頻點為第3頻點集合中的起始頻點;重復(fù)上述步驟,直至遍歷所有頻點。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,步驟S108,基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻包括:
步驟S1082,獲取每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,得到多個頻率值。
步驟S1084,獲取多個頻率值中的最大頻率值和最小頻率值。
此處需要說明的是,上述的最小頻率值可以是第一組頻點集合中的最大幅度值的頻點對應(yīng)的頻率值,上述的最大頻率值可以是最后一組頻點集合中的最大幅度值的頻點對應(yīng)的頻率值。
步驟S1086,計算最大頻率值和最小頻率值的差值。
步驟S1088,計算差值與頻率周期數(shù)的比值,得到拉線基頻,其中,頻率周期數(shù)為多個目標(biāo)頻點的數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)值的差值。
具體的,由于頻率周期數(shù)比目標(biāo)頻點數(shù)量少一,即上述的預(yù)設(shè)數(shù)值為1。
在一種可選的方案中,可以將最大頻率值和最小頻率值作差,并將多組頻點集合的數(shù)量減1,得到頻率周期數(shù),將差值與頻率周期數(shù)作比,得到拉線基頻。具體計算公式如下:
其中,為拉線基頻,fn為第n個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,f1為第1個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,n為目標(biāo)頻點的數(shù)量。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,步驟S1082,獲取每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,得到多個頻率值包括:
S10822,獲取振動頻譜的頻率值和多個頻點的數(shù)量。
S10824,計算振動頻譜的頻率值與多個頻點的數(shù)量的比值,得到頻點占有頻率值。
具體的,上述的預(yù)設(shè)頻率值可以是振動頻譜中相鄰兩個頻點之間的頻率差值。
S10826,計算每個目標(biāo)頻點的頻率值與頻點占有頻率值的積值,得到多個頻率值。
在一種可選的方案中,可以根據(jù)振動頻譜的頻率和振動頻譜中包含的頻點的總數(shù),計算兩者的比值,得到頻點占有頻率值,計算每個目標(biāo)頻點的頻點值與頻點占有頻率值的乘積,即可得到每個目標(biāo)頻點對應(yīng)的頻率值。
例如,仍以采集到的振動頻譜包含4096個頻點為例,對本發(fā)明上述實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,如果振動頻譜的頻率為50Hz,即4096個頻點的頻率值為50Hz,則頻點占有頻率值f0=50/4096Hz,將每個目標(biāo)頻點的頻點值numi與頻點占有頻率值f0進(jìn)行乘積運算,得到每個目標(biāo)頻點的頻率值fi。進(jìn)一步通過計算第一個目標(biāo)頻點的頻率值與最后一個目標(biāo)頻點的頻率值的差值,將差值與頻率周期數(shù)作比,得到拉線的基頻平均值。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,步驟S102,獲取振動頻譜包括:
步驟S1022,接收振動傳感器采集到的振動數(shù)據(jù)。
步驟S1024,對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換,得到振動頻譜。
在一種可選的方案中,可以通過振動傳感器采集振動數(shù)據(jù),例如,可以通過張力測試儀采集拉線的振動數(shù)據(jù),將采集到的振動數(shù)據(jù)傳輸給處理終端,處理終端對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換,從而得到振動頻譜。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,在步驟S108,基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻之后,該方法還包括:
步驟S110,基于振動頻譜法,根據(jù)拉線基頻,得到拉線張力。
在一種可選的方案中,在得到拉線基頻之后,可以將拉線基頻代入拉線桿塔斜拉線的張力計算公式或者懸索塔拉線的張力計算公式中,計算得到拉線張力,進(jìn)一步可以判斷拉線間張力是否平衡,從而對桿塔拉線進(jìn)行調(diào)整,避免倒塔事故的發(fā)生。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的拉線基頻的測量方法的流程圖,圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的振動頻譜的示意圖,下面結(jié)合圖2和圖3對本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,如圖2所示,該方法可以包括如下步驟:
步驟S21,錄入頻譜數(shù)據(jù)。
可選的,可以接收振動傳感器采集的頻譜數(shù)據(jù)。
步驟S22,截取頻譜部分?jǐn)?shù)據(jù)頻點。
可選的,可以對采集到的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行兩次截取,第一次截取頻譜數(shù)據(jù)中的部分周期頻譜,第二次截取按照幅度值排序后的頻譜數(shù)據(jù)中的部分頻譜,得到部分周期頻譜點集。
步驟S23,冒泡排序?qū)㈩l點排列有序。
可選的,可以利用冒泡排序法將部分周期頻譜點集中的頻點按照頻率值,從小到達(dá)排列有序。
步驟S24,遍歷有序列頻點間作差與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,得到多組頻點集合。
可選的,可以根據(jù)堆點間隔數(shù)進(jìn)行分離,分離成有限堆。如果兩個相鄰頻點間作差大于等于堆點間隔數(shù),則將兩個相鄰頻點分離成兩堆。
步驟S25,將每組頻點集合中的頻點進(jìn)行相互比較,得到波峰頻點。
可選的,將各堆頻點各自進(jìn)行排序、篩選,然后在堆點內(nèi)遍歷頻點較大值,求出每堆最大值頻點,并標(biāo)記圓點,標(biāo)記每堆頻點最大值為Ai。
步驟S26,末點波峰與始點波峰作差,頻率差值除以頻率周期數(shù)得到基頻。
可選的,根據(jù)振動頻譜的頻率f和振動頻譜中頻點個數(shù)n,計算得到頻點占有頻率f0=f/n,將末點與始點的頻點值num2和num1作差,將差值與頻點占有頻率作積,得到頻率差f1=(num2-num1)*f0,頻率差與頻率周期數(shù)number作比,得到基頻f2=f1/number。
如圖3所示,標(biāo)記四個圓點,分別為A1,A2,A3和A4,則定義基頻為將末點Ai與始點A1頻率差與頻率周期數(shù)作比,求出基頻
通過上述步驟S21至步驟S26,提供了一種振動頻譜張力測量基頻自動判斷的算法,可以通過振動傳感器采集并繪制振動頻譜經(jīng)由算法收集篩選出頻譜最大值點進(jìn)行判斷標(biāo)記,將振動傳感器繪制的振動頻譜通過該算法進(jìn)行判斷、篩選、計算基頻,以降低產(chǎn)品的測量誤差,增加精度,提高產(chǎn)品測量準(zhǔn)確度。
實施例2
根據(jù)本發(fā)明實施例,提供了一種拉線基頻的測量裝置的實施例。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種拉線基頻的測量裝置的示意圖,如圖4所示,該裝置包括如下步驟:
第一獲取單元41,用于獲取振動頻譜,其中,振動頻譜包括:多個頻點,以及每個頻點的頻點值和幅度值。
具體的,每個頻點的頻點值可以是振動頻譜中每個頻點的橫坐標(biāo),即該頻點是多個頻點中的第幾個頻點;每個頻點的幅度值可以是振動頻譜中每個頻點的縱坐標(biāo),即每個頻點的振幅大小。
劃分單元43,用于對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合。
第二獲取單元45,用于獲取每組頻點集合中最大幅度值對應(yīng)的頻點,得到多個目標(biāo)頻點。
第一處理單元47,用于基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻。
在一種可選的方案中,可以通過振動傳感器采集振動數(shù)據(jù),并繪制振動數(shù)據(jù)的頻譜得到振動頻譜,按照堆點間隔數(shù)將振動頻譜中的多個進(jìn)行分離,分離成多組頻點集合,每個頻點集合中至少可以包括一個頻點,然后遍歷每組頻點集合中的所有頻點,找出每組頻點集合中的最大幅度值對應(yīng)的頻點,并標(biāo)記為目標(biāo)頻點,讀取第一組頻點集合中的目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和最后一組頻點集合中的目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,根據(jù)兩個頻率值和頻點集合數(shù)量,得到拉線基頻。
根據(jù)本發(fā)明上述實施例,第一獲取單元獲取振動頻譜,劃分單元對振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合,第二獲取單元獲取每組頻點集合中最大幅度值對應(yīng)的頻點,得到多個目標(biāo)頻點,第一處理單元基于每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值和多個目標(biāo)頻點的數(shù)量,得到拉線基頻,從而實現(xiàn)計算拉線基頻,進(jìn)一步實現(xiàn)桿塔拉線的張力測試。容易注意到的是,通過對振動頻譜進(jìn)行劃分,并根據(jù)最大幅度值對應(yīng)的頻點的頻率值,計算得到拉線基頻,降低了測量誤差,增加精度,解決了現(xiàn)有技術(shù)中拉線基頻的測量方法測量準(zhǔn)確度低的技術(shù)問題。因此,通過本發(fā)明上述實施例提供的方案,可以達(dá)到降低測量誤差,增加精度,提高測量準(zhǔn)確度的效果。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,劃分單元包括:
截取模塊,用于對振動頻譜進(jìn)行截取,得到截取后的振動頻譜。
在一種可選的方案中,振動傳感器采集到的振動頻譜是對稱且周期性的,為了提升拉線基頻的測量速度,可以對振動頻譜進(jìn)行截取,選取部分周期頻譜,得到周期頻點集合(即上述的截取后的振動頻譜)。
劃分模塊,用于基于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分,得到多組頻點集合。
具體的,上述的預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù)可以是一個全局常量,作為比較數(shù),可以根據(jù)實際測量需要設(shè)置堆點間隔數(shù)的取值,例如,可以根據(jù)測量速度和測量精度的需求,選取合適的堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分。
在一種可選的方案中,在通過截取,得到周期頻點集合之后,可以周期頻點集合中的所有頻點,將所有頻點與堆點間隔數(shù)比較,確定每組頻點集合的起始頻點和終止頻點,從而得到每組頻點集合中的所有頻點。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,截取模塊包括:
截取子模塊,用于對振動頻譜進(jìn)行截取,得到第一振動頻譜。
第一排序子模塊,用于按照第一振動頻譜中每個頻點的幅度值對第一振動頻譜中的每個頻點進(jìn)行降序排序,得到第二振動頻譜。
選取子模塊,用于選取第二振動頻譜中從第一個頻點開始的預(yù)設(shè)個數(shù)的頻點,得到截取后的振動頻譜。
具體的,上述的預(yù)設(shè)個數(shù)可以根據(jù)實際測量需要進(jìn)行設(shè)定,例如,可以根據(jù)測量速度和測量精度的需求,選取合適的堆點間隔數(shù),對截取后的振動頻譜進(jìn)行劃分。
在一種可選的方案中,可以對采集到的振動頻譜進(jìn)行兩次截取,首先對采集到的振動頻譜進(jìn)行第一次截取,得到第一振動頻譜,然后對第一振動頻譜中的所有頻點進(jìn)行排序,按照幅度值的大小進(jìn)行降序排序,并從排序后的振動頻譜中選取前N個頻點,得到第二次截取后的振動頻譜。
例如,以采集到的振動頻譜包含4096個頻點為例,對本發(fā)明上述實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,可以對4096個頻點進(jìn)行截取,截取前1024個頻點,將1024個頻點按照幅度值進(jìn)行從大到小排序,并選取前30個頻點,得到截取后的振動頻譜。
此處需要說明的是,由于需要選取每組頻點集合中的最大幅度值對應(yīng)的頻點,因此,可以將第一次截取后的振動頻譜按照最大幅度值進(jìn)行排序,選取前N個頻點,即可以保證獲取到每組頻點集合中的最大幅度值對應(yīng)的頻點,又可以減少拉線基頻的計算量,從而提升拉線基頻的測量速度,縮短測量時間,提高測量效率。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,劃分模塊包括:
第二排序子模塊,用于對截取后的振動頻譜按照頻點值進(jìn)行升序排序,得到排序后的振動頻譜。
在一種可選的方案中,在得到截取后的振動頻譜之后,由于截取后的振動頻譜中的頻點是按照幅度值進(jìn)行排序的,頻點的頻點值排序混亂,因此,在分離成多組頻點集合之前,需要將截取后的振動頻譜中的頻點按照頻點值的大小進(jìn)行升序排列,從而所有頻點的排列順序與原始振動頻譜中的排列順序相同。
處理子模塊,用于根據(jù)排序后的振動頻譜中每個頻點的頻點值和預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),得到多組頻點集合。
在一種可選的方案中,可以遍歷排序后的振動頻譜中的所有頻點,將每個頻點與間隔數(shù)比較,確定每組頻點集合中的起始頻點和末尾頻點,從而得到每組頻點集合中包含的頻點。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,處理子模塊包括:
處理重子模塊,用于將排序后的振動頻譜中的第一個頻點作為當(dāng)前頻點。
計算重子模塊,用于計算當(dāng)前頻點的頻點值和與當(dāng)前頻點相鄰的下一個頻點的頻點值的差值。
判斷重子模塊,用于判斷差值是否小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),其中,如果差值小于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點和與下一個頻點存入第一頻點集合,如果差值大于等于預(yù)設(shè)堆點間隔數(shù),則將當(dāng)前頻點存入第一頻點集合,并將下一個頻點存入第二頻點集合。
循環(huán)重子模塊,用于將下一個頻點作為當(dāng)前頻點,并循環(huán)執(zhí)行計算重子模塊和判斷重子模塊的功能,直至下一個頻點為排序后的振動頻譜中的最后一個頻點。
在一種可選的方案中,可以遍歷排序后的振動頻譜中的每個頻點,將每個頻點與相鄰的下一個頻點進(jìn)行比較,計算兩個頻點值的差值,得到兩個頻點的間隔數(shù),將兩個頻點的間隔數(shù)與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果兩個頻點的間隔數(shù)小于堆點間隔數(shù),則確定兩個頻點為同一頻點集合中的頻點,可以將兩個頻點存入同一個頻點集合;如果兩個頻點的間隔數(shù)大于等于堆點間隔數(shù),則確定兩個頻點為不同頻點集合中的頻點,可以將兩個頻點分別存儲兩個頻點集合,直至某個頻點的下一個頻點為排序后的振動頻譜中的最后一個頻點,則結(jié)束對振動頻譜進(jìn)行分離的過程。
例如,仍以采集到的振動頻譜包含4096個頻點為例,對本發(fā)明上述實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,在從4096個頻點中選取前30個頻點,得到截取后的振動頻譜之后,可以計算第1個頻點和第2個頻點的頻點值的差值,并將該差值與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果該差值大于等于堆點間隔數(shù),則確定第1個頻點為第1個頻點集合的起始頻點和末尾頻點,第2個頻點為第2個頻點結(jié)合的起始頻點;然后計算第2個頻點和第3個頻點的頻點值的差值,并將該差值與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果該差值小于堆點間隔數(shù),則確定第2個頻點和第3個頻點均為第2個頻點集合中的頻點;然后計算第3個頻點和第4個頻點的頻點值的差值,并將該差值與堆點間隔數(shù)進(jìn)行比較,如果該差值大于等于堆點間隔數(shù),則確定第3個頻點為第2個頻點集合中的末尾頻點,第4頻點為第3頻點集合中的起始頻點;重復(fù)上述步驟,直至遍歷所有頻點。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,第一處理單元包括:
第一獲取模塊,用于獲取每個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,得到多個頻率值。
第二獲取模塊,用于獲取多個頻率值中的最大頻率值和最小頻率值。
此處需要說明的是,上述的最小頻率值可以是第一組頻點集合中的最大幅度值的頻點對應(yīng)的頻率值,上述的最大頻率值可以是最后一組頻點集合中的最大幅度值的頻點對應(yīng)的頻率值。
第一計算模塊,用于計算最大頻率值和最小頻率值的差值。
第二計算模塊,用于計算差值與頻率周期數(shù)的比值,得到拉線基頻,其中,頻率周期數(shù)為多個目標(biāo)頻點的數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)值的差值。
具體的,由于頻率周期數(shù)比目標(biāo)頻點數(shù)量少一,即上述的預(yù)設(shè)數(shù)值為1。
在一種可選的方案中,可以將最大頻率值和最小頻率值作差,并將多組頻點集合的數(shù)量減1,得到頻率周期數(shù),將差值與頻率周期數(shù)作比,得到拉線基頻。具體計算公式如下:
其中,為拉線基頻,fn為第n個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,f1為第1個目標(biāo)頻點的頻點值對應(yīng)的頻率值,n為目標(biāo)頻點的數(shù)量。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,第一獲取模塊包括:
獲取子模塊,用于獲取振動頻譜的頻率值和多個頻點的數(shù)量。
第一計算子模塊,用于計算振動頻譜的頻率值與多個頻點的數(shù)量的比值,得到頻點占有頻率值。
具體的,上述的預(yù)設(shè)頻率值可以是振動頻譜中相鄰兩個頻點之間的頻率差值。
第二計算子模塊,用于計算每個目標(biāo)頻點的頻率值與頻點占有頻率值的積值,得到多個頻率值。
在一種可選的方案中,可以根據(jù)振動頻譜的頻率和振動頻譜中包含的頻點的總數(shù),計算兩者的比值,得到頻點占有頻率值,計算每個目標(biāo)頻點的頻點值與頻點占有頻率值的乘積,即可得到每個目標(biāo)頻點對應(yīng)的頻率值。
例如,仍以采集到的振動頻譜包含4096個頻點為例,對本發(fā)明上述實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,如果振動頻譜的頻率為50Hz,即4096個頻點的頻率值為50Hz,則頻點占有頻率值f0=50/4096Hz,將每個目標(biāo)頻點的頻點值numi與頻點占有頻率值f0進(jìn)行乘積運算,得到每個目標(biāo)頻點的頻率值fi。進(jìn)一步通過計算第一個目標(biāo)頻點的頻率值與最后一個目標(biāo)頻點的頻率值的差值,將差值與頻率周期數(shù)作比,得到拉線的基頻平均值。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,第一獲取單元包括:
接收模塊,用于接收振動傳感器采集到的振動數(shù)據(jù)。
處理模塊,用于對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換,得到振動頻譜。
在一種可選的方案中,可以通過振動傳感器采集振動數(shù)據(jù),例如,可以通過張力測試儀采集拉線的振動數(shù)據(jù),將采集到的振動數(shù)據(jù)傳輸給處理終端,處理終端對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換,從而得到振動頻譜。
可選的,在本發(fā)明上述實施例中,該裝置還包括:
第二處理單元,基于振動頻譜法,根據(jù)拉線基頻,得到拉線張力。
在一種可選的方案中,在得到拉線基頻之后,可以將拉線基頻代入拉線桿塔斜拉線的張力計算公式或者懸索塔拉線的張力計算公式中,計算得到拉線張力,進(jìn)一步可以判斷拉線間張力是否平衡,從而對桿塔拉線進(jìn)行調(diào)整,避免倒塔事故的發(fā)生。
上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述,不代表實施例的優(yōu)劣。
在本發(fā)明的上述實施例中,對各個實施例的描述都各有側(cè)重,某個實施例中沒有詳述的部分,可以參見其他實施例的相關(guān)描述。
在本申請所提供的幾個實施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的技術(shù)內(nèi)容,可通過其它的方式實現(xiàn)。其中,以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的,例如所述單元的劃分,可以為一種邏輯功能劃分,實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式,例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點,所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口,單元或模塊的間接耦合或通信連接,可以是電性或其它的形式。
所述作為劃分部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個單元上??梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。
所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來,該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可為個人計算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、只讀存儲器(ROM,Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM,Random Access Memory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。