[发明专利]一种地震波加速度积分处理方法及系统

权利要求书

1.一种地震波加速度积分处理方法，用于地震模拟振动台的三参量控制，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、基线校准：在真实地震环境中通过地震仪采集地震波加速度信号，去除加速度曲线中的线性趋势；所述基线校准步骤通过如下方式实现：

去除加速度曲线中的线性趋势，得到如下公式：

式中，y(t)、是将原始加速度信号采用梯形公式数值积分得到的位移、速度和加速度信号，表示修正后的位移、速度和加速度信号，a₁、a₀表示地震波信号中线性趋势的比例系数和常数项；

利用地震结束时速度时程为0，可以得到：

式中，T表示地震持续时间；

利用最小二乘法拟合位移信号，使调整后的地震波通过积分得到的位移发生偏移最小：

其中，l为位移绝对偏移量和；

对a₁求导，令

结合公式(2)和(4)，计算得到a₁和a₀的值；

将a₁和a₀带入公式(1)，计算得到基线校准后的地震波加速度信号

步骤2、滤除基线校准后的加速度信号中的噪音信号；

步骤3、频域积分：在频域内对滤波后的地震波加速度信号进行积分，得到速度和位移信号，消除时域积分带来的“累积误差”；

步骤4、四点插值：将加速度信号，以及频域积分得到的速度信号和位移信号进行插值，输出到三参量控制器中，作为闭环控制的三参量参考信号。

2.根据权利要求1所述的一种地震波加速度积分处理方法，其特征在于，步骤1中，通过地震仪采集的地震波的频率范围在1-25Hz，持续时间小于1分钟，强度0.1-0.6g，采样频率为50Hz-200Hz。

3.根据权利要求1所述的一种地震波加速度积分处理方法，其特征在于，所述步骤2通过如下方式实现：采用巴特沃斯带通滤波器，设置滤波器阶数为4阶，截止频率f_L＝0.1Hz，f_H＝25Hz，滤除地震波中高频和超低频噪音，消除噪音对地震波积分干扰。

4.根据权利要求1所述的一种地震波加速度积分处理方法，其特征在于，所述频域积分步骤通过如下方式实现：

对滤波后的地震波加速度信号进行傅里叶变换得到：

频域内一次积分得到：

二次积分得到：

式中

其中Δf为频率分辨率，f_d和f_u分别为截止频率的下限和上限，N为地震波加速度采样点数；

对公式(6)、(7)进行反傅里叶变化，得到速度和位移信号。