[发明专利]一种基于约翰森法则的谱归纳方法

权利要求书

1.一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取轨道车辆轴箱处、构架处和车体处的时域振动加速度数据样本；

2)分段求取功率谱，对各通道进行检验并合并，得到特征通道

3)根据约翰森法则对振动加速度的特征通道进行容差上限估计，并计算各通道的归纳谱；

4)根据各通道的归纳谱计算分层传递率。

2.根据权利要求1所述的一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括以下步骤：

21)按20s时长对时域振动加速度数据进行分段，对分段样本采用PWELCH方法分别获取其功率谱，形成功率谱样本G_k(i,j)，其中，i＝1,2,3,…,L，L为通道数，j＝1,2,3,…,M，M为样本数，k＝1,2,3,…,N，N为谱线数。

22)对均值X_i和方差S_i²的进行参数估计，则有：

其中，R(i,j)为功率谱样本G_k(i,j)的均方根；

23)选取第a个和第b个数据通道，计算统计量F(a,b)和t(a,b)，给定置信度，归并属于同一通道的数据，形成特征通道其中，p＝1,.2,…,P，P为特征通道数，q＝1,2,…,Q_p，Q_p为特征样本数。

3.根据权利要求2所述的一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，所述的步骤23)中，统计量F(a,b)和t(a,b)的表达式为：

其中，分别为第a个和第b个数据通道的方差，X_a、X_b为第a个和第b个数据通道的均值。

4.根据权利要求1所述的一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，所述的步骤3)具体包括以下步骤：

31)令并给定正态分位点Z_β；

32)根据给定的正态分位点Z_β确定标准正态分位点(-3Z_β，-Z_β，Z_β，3Z_β)，并将其对应为样本的四个分位点(x₁,x₂,x₃,x₄)；

33)令m＝x₄-x₃，n＝x₂-x₁，l＝x₃-x₂，r＝mn/l²，通过反解Z_β＝γ+ηk_i(F_v；λ,ε)，计算给定正态分位点Z_β下的容差上限F_v，则有：

其中，γ、η、λ和ε分别为转换估计参数；

34)由Q_p个谱线值计算得到容差上限F_v(k)，遍历所有频率，获得归纳谱S_p(k)，则有：

S_p(k)＝F_v(k)²。

5.根据权利要求4所述的一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，所述的步骤33)中，当r＝1时，转换估计参数γ、η和ε的表达式为：

6.根据权利要求4所述的一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，所述的步骤33)中，当r＞1时，转换估计参数γ、η、λ和ε的表达式为：

7.根据权利要求4所述的一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，所述的步骤33)中，当r＜1时，转换估计参数γ、η、λ和ε的表达式为：

8.根据权利要求4所述的一种基于约翰森法则的谱归纳方法，其特征在于，所述的步骤4)具体为：

基于归纳谱，利用频响函数第三估算式计算一系悬挂和二系悬挂的分层传递阈值T₁(f)和T₂(f)，则有：

其中，S₁(f)、S₂(f)和S₃(f)分别为轴箱、构架和车体处的归纳谱。