一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法技术

本发明专利技术公开了一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，包括如下步骤：获得安装于动车组的变流器在所述动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据；根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据；分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本；根据所述特征样本利用容差法按照预设容差系数F进行频域数据归纳，形成振动环境规范谱。上述生成方法，可以获得精准的振动环境规范谱，对于动车组变流器的振动检测提供了可靠保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通车辆设备
，特别涉及一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法。
技术介绍
随着我国轨道交通行业的快速发展，市场对于动车组变流器的稳定性提出了较高要求。为了真实反映动车组变流器在运行环境下的振动烈度，往往采用实测数据对其进行实验室模拟试验。大量的振动测量结果往往无法直接用于振动环境的模拟，只有通过恰当的归纳处理才能够反映出动车组变流器的综合振动特征，并且归纳出振动环境规范谱。上述归纳处理方法通常采用HB/Z87-84、GB/T10593.3-90和GJB/Z126-99的统计方法，然而针对动车组变流器来说，目前还未有相关机构或个人进行振动环境规范谱的研究；本专利技术提出用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，能够针对动车组变流器进行质量检验，对于振动适应性评价具有一定作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，该生成方法可以获得精准的振动环境规范谱，对于动车组变流器的振动检测提供了可靠保障。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，包括如下步骤：获得安装于动车组的变流器在所述动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据；根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据；分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本；根据所述特征样本利用预设容差系数F进行频域数据归纳，形成振动环境规范谱。相对于上述
技术介绍
，本专利技术提供的振动环境规范谱的生成方法，其核心在于，获取在动车组行驶过程中变流器的振动数据，并且将上述振动数据进行数据分段，形成多组分段数据，针对每一组分段数据计算得到加速度功率谱，从而形成多个特征样本；由于形成多组分段数据，从而增加了特征样本数量，进而提高了后续的计算精度。针对多个特征样本，本专利技术可以按照预设容差系数F进行频域数据归纳；预设容差系数F可以为第一容差系数F1＝1.64或者第二容差系数F2＝1.65进行频域数据归纳；即，结合轨道交通关于可靠性的要求，优选按照第二容差系数F2＝1.65进行频域数据归纳；采用如上设置方式，可以得到较为精准的振动环境规范谱，从而对动车组变流器的振动检测提供了可靠保障。优选地，所述获得安装于动车组的变流器在所述动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据的步骤具体包括：动车组在实际线路运行过程中，获取所述动车组变流器的实时振动数据；剔除所述实时振动数据中所述动车组怠速状态时的数据，得到所述振动数据。优选地，所述根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据的步骤具体包括：根据谱分析最大频率f通过公式fc＝2f计算得到采样频率fc；根据所述采样频率fc通过公式t＝1/fc计算得到采样间隔t；根据统计误差e和最大频率分辨率Δf通过公式T＝1/(Δf×e2)计算得到最小样本长度T；根据所述最小样本长度T和所述采样间隔t通过公式N＝T/t计算得到采样理论容量N；根据所述采样理论容量N确定所述分段数据的长度。优选地，所述分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本的步骤具体包括：根据每一组所述分段数据通过快速傅里叶变换得到所述加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本。优选地，所述根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据的步骤之后还包括：根据所述分段数据进行数据平稳性、历经性、周期性以及正态性检验，当所述分段数据满足上述四种检验后，进行所述分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本的步骤。优选地，所述根据所述特征样本利用容差法按照预设容差系数F进行频域数据归纳，形成振动环境规范谱的步骤具体包括：判断同一测点下全部测量次数所对应的全部所述特征样本中同一频率点的样本能否归纳为同一总体，若是，则进入下一步；根据所述预设容差系数F利用容差法对同一测点下所述同一频率点的多次测量数据进行估计，得到同一测点的估计样本；根据每个测点的所述估计样本进行频段划分，针对每个测点的所述估计样本得到多个不同频率范围内的频率样本Gk(p，q)；判断全部所述估计样本中对应于同一频率范围内的多个所述频率样本Gk(p，q)是否能够归纳为同一总体，若是，则进入下一步；根据公式Gh(p)＝[Xh(p)+F×Sh(p)]2对各个频率范围内的平直谱进行估计；其中，Gh(p)为容差上限，Xh(p)为所述加速度功率谱的谱密度的方根均值，F为容差系数，Sh2(p)为所述加速度功率谱的谱密度的方根方差；在双对数坐标下，根据各个频率范围内的所述平直谱得到振动环境规范谱。优选地，所述判断全部所述估计样本中对应于同一频率范围内的多个所述频率样本Gk(p，q)是否能够归纳为同一总体的步骤具体包括：根据所述频率样本Gk(p，q)相邻谱线所对应的进行参数估计与假设检验，若检验为真，则全部所述频率样本Gk(p，q)能够归纳为同一总体。优选地，所述在对数坐标下，根据各个频率范围内的所述平直谱得到振动环境规范谱的步骤具体包括：在双对数坐标下，将各个所述频率范围内的平直谱内的数据点相连接，以形成所述振动环境规范谱。优选地，所述获得动车组变流器在动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据的步骤具体包括：将用以获取所述振动数据的传感器设置于所述变流器的安装座，且所述安装座与动车组的车身本体连接。优选地，所述获得动车组变流器在动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据的步骤具体包括：将用以获取所述振动数据的传感器设置于所述变流器的布点处，且所述布点的刚度和振动烈度分别与所述变流器的安装座的刚度和振动烈度相同，而所述安装座与动车组的车身本体连接。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法的流程图；图2为本专利技术实施例所提供的动车组变流器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1和图2，图1为本专利技术实施例所提供的用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法的流程图；图2为本专利技术实施例所提供的动车组变流器的结构示意图。本专利技术提供的一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，主要包括如下步骤：S1、获得安装于动车组的变流器在所述动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据；S2、根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：获得安装于动车组的变流器在所述动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据；根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据；分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本；根据所述特征样本利用容差法按照预设容差系数F进行频域数据归纳，形成振动环境规范谱。

【技术特征摘要】
1.一种用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：获得安装于动车组的变流器在所述动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据；根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据；分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本；根据所述特征样本利用容差法按照预设容差系数F进行频域数据归纳，形成振动环境规范谱。2.根据权利要求1所述的用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，其特征在于，所述获得安装于动车组的变流器在所述动车组行驶过程中所受到的振动的振动数据的步骤具体包括：动车组在实际线路运行过程中，获取所述动车组变流器的实时振动数据；剔除所述实时振动数据中所述动车组怠速状态时的数据，得到所述振动数据。3.根据权利要求2所述的用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，其特征在于，所述根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据的步骤具体包括：根据谱分析最大频率f通过公式fc＝2f计算得到采样频率fc；根据所述采样频率fc通过公式t＝1/fc计算得到采样间隔t；根据统计误差e和最大频率分辨率Δf通过公式T＝1/(Δf×e2)计算得到最小样本长度T；根据所述最小样本长度T和所述采样间隔t通过公式N＝T/t计算得到采样理论容量N；根据所述采样理论容量N确定所述分段数据的长度。4.根据权利要求3所述的用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，其特征在于，所述分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本的步骤具体包括：根据每一组所述分段数据通过快速傅里叶变换得到所述加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本。5.根据权利要求4所述的用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法，其特征在于，所述根据所述振动数据按照谱分析最大频率f、统计误差e以及最大频率分辨率Δf进行数据分段，形成多组分段数据的步骤之后还包括：根据所述分段数据进行数据平稳性、历经性、周期性以及正态性检验，当所述分段数据满足上述四种检验后，进行所述分别对每一组所述分段数据进行计算得到加速度功率谱，根据每个所述加速度功率谱形成特征样本的步骤。6.根据权利要求1至5任意一项所述的用于动车组变流器的振动环境规范谱的生成方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡昌发，李江红，许峻峰，梅文庆，丁杰，张宇，张陈林，朱明杰，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43