[发明专利]铁道车辆转向架运动稳定性判断方法及装置

权利要求书

1.一种铁道车辆转向架运动稳定性判断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：通过设置于转向架构架对角处的两个横向加速度传感器获取两组横向加速度；

S2：对所述两组横向加速度进行分段，逐段计算所述两组横向加速度的傅里叶频谱；

S3：对所述两组横向加速度的傅里叶频谱各个对应的频率点进行相除，以获得第一加速度传递率；

S4：对各个不同分段的第一加速度传递率进行相减，并对相减值取倒数，以获得第一伪频响谱；

S5：对所述第一伪频响谱进行模态参数辨识，以获得转向架横向振动的固有频率、阻尼比及模态振型；

S6：根据所述固有频率及模态振型判定所述转向架是否处于蛇行运动，对所述转向架处于蛇形运动时的阻尼比进行参数辨识，以获得所述转向架稳定性的演变趋势，从而确定所述转向架稳定性的裕度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5和S6之间还包括：

S301：将步骤S3中相除的分子和分母进行对换，以获得第二加速度传递率；

S302：对各个不同分段的第二加速度传递率进行相减，并对相减值取倒数，以获得第二伪频响谱；

S303：对所述第二伪频响谱进行模态参数辨识，以获得所述转向架的固有频率、阻尼比及模态振型；

S304：将步骤S5得到的结果和步骤S303得到的结果的平均值作为所述转向架的固有频率、阻尼比及模态振型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，根据所述转向架的运行时间、运行速度或运行区段来对所述两组横向加速度进行分段。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S303和步骤S304之间还包括：

将所述步骤S5得到的结果和步骤S303得到的结果进行比较，若差值超过阈值，则返回步骤S2，并将步骤S2采用其他方式进行分段，否则执行步骤S304。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S5和步骤S303中通过正交多项式拟合、有理多项式部分和分析法、最小二乘复频域法、导纳圆辨识法或非线性优化辨识法进行模态参数辨识。

6.一种铁道车辆转向架运动稳定性判断装置，其特征在于，所述装置包括：

加速度获取模块，用于通过设置于转向架构架对角处的两个横向加速度传感器获取两组横向加速度；

分段计算模块，用于对所述两组横向加速度进行分段，逐段计算所述两组横向加速度的傅里叶频谱；

第一传递率获取模块，用于对所述两组横向加速度的傅里叶频谱各个对应的频率点进行相除，以获得第一加速度传递率；

第一相减取倒模块，用于对各个不同分段的第一加速度传递率进行相减，并对相减值取倒数，以获得第一伪频响谱；

第一参数辨识模块，用于对所述第一伪频响谱进行模态参数辨识，以获得转向架的固有频率、阻尼比及模态振型；

稳定性判断模块，用于根据所述固有频率及模态振型判定所述转向架是否处于蛇行运动，对所述转向架处于蛇形运动时的阻尼比进行参数辨识，以获得所述转向架稳定性的演变趋势，从而确定所述转向架稳定性的裕度。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二传递率获取模块，用于将所述第一传递率获取模块中相除的分子和分母进行对换，以获得第二加速度传递率；

第二相减取倒模块，用于对各个不同分段的第二加速度传递率进行相减，并对相减值取倒数，以获得第二伪频响谱；

第二参数辨识模块，用于对所述第二伪频响谱进行模态参数辨识，以获得所述转向架的固有频率、阻尼比及模态振型；

平均值计算模块，用于将第一参数辨识模块得到的结果和第二参数辨识模块得到的结果的平均值作为所述转向架的固有频率、阻尼比及模态振型。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分段计算模块中，根据所述转向架的运行时间、运行速度或运行区段来对所述两组横向加速度进行分段。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

比较模块，用于将所述第一参数辨识模块得到的结果和第二参数辨识模块得到的结果进行比较。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一参数辨识模块和第二参数辨识模块中通过正交多项式拟合、有理多项式部分和分析法、最小二乘复频域法、导纳圆辨识法或非线性优化辨识法进行模态参数辨识。