[发明专利]多自由度微振动诊断方法与感知终端

权利要求书

1.一种多自由度微振动诊断方法，其特征在于，步骤如下：

1)通过加速度传感器判断观测点是否存在振动或扰动，如果是，则加速度传感器进行数据采集，直至振动或扰动停止，加速度传感器在静止状态获取作为基准值的基准重力加速度，当加速度传感器获取的实时重力加速度与基准重力加速度相比，不等于基准重力加速度，且大于恒定1g的标准重力加速度，则开始采集数据，直至实时重力加速度与基准重力加速度相等，且不变，则停止采集数据，采集数据的过程中，同步实时计算如下数据：

v_i＝v_i-1+at；

其中，v_i为采集当前数据的时间点的速度值，v_i-1为采集数据的上一个时间点的速度值，a为采集当前数据的时间点加速度，t为加速度的持续时间；i＝1,2,···,n，则v₀为初速度，v₀＝0；

2)计算观测点的沉降和位移值，利用分别计算x、y、z三轴的沉降和位移值；

其中，d为x、y或z三轴的沉降和位移值，为采集频率；

3)计算步骤2)得到的观测点的沉降和位移值的可信度，可信度的计算具体如下：

其中，D为步骤1)中，采集最后一个时间点的数据时，观测点的沉降和位移值；v_n为步骤1)中，采集最后一个时间点的数据时，观测点的速度值；k为可信度参考值，

符合可信度阈值的沉降和位移值为有效值，否则为无效值，忽略无效值，具体地，k为预设的参考速度值，当v_n＜k时，沉降和位移值为有效值，否则为无效值，当trust小于可信度阈值的下限值时，沉降和位移值为绝对有效值；当trust大于可信度阈值的上限值时，沉降和位移值为绝对无效值；当trust位于可信度阈值的下限值与上限值之间时，则沉降和位移值作为有效值，trust越小，可信度越高，trust越大，可信度越低。

2.根据权利要求1所述的多自由度微振动诊断方法，其特征在于，k≤0.001mm/s。

3.根据权利要求1所述的多自由度微振动诊断方法，其特征在于，通过重力加速度，获得加速度传感器停止采集数据后，x、y、z三轴分别和重力方向的夹角θ、φ、β，进而计算出最终的沉降和位移值D_g，如下：

D_g＝D_x×cosθ+D_y×cosφ+D_z×cosβ；

其中，D_x为x轴方向的沉降和位移值，D_y为y轴方向的沉降和位移值，D_z为z轴方向的沉降和位移值。

4.根据权利要求1所述的多自由度微振动诊断方法，其特征在于，还通过地磁传感器采集磁场变化、角度变化，结合作为有效值的沉降和位移值，计算观测点的空间位置和方位。

5.一种多自由度微振动诊断的感知终端，其特征在于，包括MEMS加速度传感器、MEMS地磁传感器、卫星定位模块、通信模块、处理器；所述的感知终端作为终端节点，在终端节点进行实时边缘计算，基于权利要求1至4任一项所述的多自由度微振动诊断方法，获得观测点的沉降和位移值、磁场变化、角度变化、空间位置和方位，通过通信模块实时与后台服务器进行数据交互，后台服务器进行模拟仿真、模型分析。