恭喜华东交通大学;程宵董文涛获国家专利权
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龙图腾网恭喜华东交通大学;程宵申请的专利转向架结构/环境同步监测的柔性传感阵列及解耦方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115031784B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210683273.5,技术领域涉及:G01D21/02;该发明授权转向架结构/环境同步监测的柔性传感阵列及解耦方法是由董文涛;熊坤;黄永安;刘林芽;刘仕兵;王晓明;姚道金;洪金华设计研发完成,并于2022-06-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本转向架结构/环境同步监测的柔性传感阵列及解耦方法在说明书摘要公布了:本发明属于轨道交通车辆智能监测技术领域,主要涉及一种用于转向架风速和结构振动在线测量的柔性多模态传感装置及信号解耦方法。柔性多模态传感装置包括用于转向架表面气流速度测量的热模传感模块和用于振动测量的压电模块,柔软性特征能够保证其紧密无缝贴附于转向架曲面构架表面,不影响转向架的表面流场分布,转向架的表面风压与结构振动均影响压电传感模块,而热膜传感器对振动不敏感,提出基于经验模态分解的转向架风压与结构振动解耦方法,实现转向架风压与结构振动信号的解耦,提升转向架结构健康的智能化监测水平。
本发明授权转向架结构/环境同步监测的柔性传感阵列及解耦方法在权利要求书中公布了:1.一种基于柔性多模态传感数据的转向架表面风压与结构振动解耦方法,其特征在于,风压直接影响转向架的表面流场分布,同时对转向架的结构振动产生影响;轮轨振动的反振力会影响转向架的结构振动信号,热模传感器会采集到转向架的表面流场信息,压电传感器会采集到风压与轮轨振动耦合引起的转向架结构振动信号,利用热模传感器只对气流敏感特点,轮轨振动反振力对热模传感器的影响可以忽略不计,采用基于经验模态分解的转向架风压与结构振动解耦方法,评估风压环境与转向架结构振动对其结构健康与安全行驶的影响规律,传感器记录的振动信号xt,风速信号yt,所提出的转向架结构与环境感知解耦算法的主要包括:IMF分量计算、经验模态分解、自相关与协方差系数计算,具体步骤如下:1传感器采集得到原始振动信号xt和风速yt,令h0t=xt、g0t=yt;2得到原始信号h0t和g0t的极值点;3样条曲线连接得到上下包络线,exmaxt、exmint和eymaxt、eymint;4将包络线求和取均值得到:xt的中值函数:yt的中值函数:5hk-1t为进行k-1轮EMD分解后的振动信号;gk-1t为进行k-1轮EMD分解得到的振动信号得到的风速信号,在k-1轮EMD分解时,用hk-1t和gk-1t分别减掉对应的中值函数mxk-1t和myk-1t:hkt=hk-1t-mxk-1tgkt=gk-1t-myk-1t6判断hkt和gkt是否满足IMF条件:满足IMF条件的hkt即得到IMF分量:Imfxit=hkt;不满足IMF条件的hkt重复步骤2、3、4、5、6操作;满足IMF条件的gkt即得到IMF分量:Imfyit=gkt;不满足IMF条件的gkt重复步骤2、3、4、5、6操作;7将原始信号不断减去Shifting算法得到的Imfkt分量:振动信号xt分解:ux0t=xt、uxit=uxi-1t-Imfxit;风速信号yt分解:uy0t=yt、uyit=uyi-1t-Imfyit;8判断振动信号xt分解后的uxit是否有两个以上极点,满足则重复步骤1、2、3、4、5、6、7和8,其中步骤1中非第一次得到IMF分量则h0t=uxit,若满足则EMD分解结束;判断风速信号yt分解后的uyit是否有两个以上极点,满足则重复步骤1、2、3、4、5、6、7和8,其中步骤1中非第一次得到IMF分量则h0t=uyit若满足则EMD分解结束;9EMD分解结束后,得到原始信号分解出的公式:振动信号xt残余分量:rxt=uxit;振动信号xt分解:风速信号yt残余分量:ryt=uyit;风速信号yt分解:10求振动信号xt的自相关函数和Imfxit分量的自相关函数: 求风速信号yt的自相关函数和Imfyit分量的自相关函数: 11求解振动信号xt和风速信号yt的互相关系数: 将ρ设置为过滤振动信号xt的Imfxit的阈值;12振动信号xt的Imfxit分量和风速信号yt的互相关系数: 13过滤出ρj小于ρ的Imfxit分量,舍弃ρj大于ρ的Imfxit分量,因为ρ是指振动信号xt和风速信号yt相关程度的一个系数,ρj是指振动信号xt的Imfxit分量和风速信号yt相关程度的一个系数:当ρj>ρ时,说明这个频段内风速信号yt对振动信号xt的影响大;当ρj<ρ时,说明这个频段内风速信号yt对振动信号xt的影响小;14过滤得到的Imfxit信号进行重构,即得到解耦后的振动信号Xt。
如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人华东交通大学;程宵,其通讯地址为:330013 江西省南昌市经开区双港东大街808号华东交通大学;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。
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