一种适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，包括：初始化两个滤波参数和滤波初值；对当前历元下的原始监测数据递推处理，得到当前历元下可用加速度数据并一次积分计算，再利用加权滑动均值滤波算法进行滤波处理，得到滤波后的当前历元下的可用速度数据，并再进行一次积分计算，得到当前历元下的位移数据；利用加权滑动均值滤波算法进行滤波处理，再递推处理，得到当前历元下的可用位移数据，获得当前历元测点的实时振动位移数据；利用频域处理方法对两个滤波参数进行最优固定；循环执行，逐历元解算获得测点的实时振动位移数据。本发明专利技术能够逐历元对加速度传感器实时产生的监测数据进行在线解算，实现实时重构桥梁的振动位移。时重构桥梁的振动位移。时重构桥梁的振动位移。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法


[0001]本专利技术涉及一种适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，属于桥梁结构健康监测的


技术介绍

[0002]桥梁在外力作用下会发生振动，其动态变形直接反映桥梁结构刚度，是桥梁结构健康监测的重要监测内容。然而在实际中测量其绝对变形非常困难，通常的接触式测量方法需要提供绝对静止的参考点，这在实际的桥梁监测环境下难以实现。液位计这种测量方法对于位移变化响应较慢，通常适用于静态位移测量。非接触测量方法，比如全球导航卫星系统(GNSS)技术可直接获取点位变形信息，已在柔性桥梁的变形监测中得到了广泛应用，但其在竖直方向上实时监测精度存在局限性，难以准确识别出高频率、低幅度的变形信息，且布设位置存在一定的局限性。全站仪测量精度较高，但其采样频率较低，难以进行高频动态跟踪测量。地基干涉雷达等干涉测量技术对监测区域现场条件要求较高，且成本十分高昂。加速度计采样率高，广泛应用于桥梁的振动模态提取，理论上通过积分运算可以将加速度数据转化为速度与位移，是一种较为方便且低成本获取桥梁振动变形的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在桥体适当位置安装加速度传感器，初始化递归高通滤波与加权滑动均值滤波的滤波参数及加速度、速度、位移的滤波初值；步骤2：利用递归高通滤波器对当前历元下的加速度传感器实时产生的原始监测数据进行递推处理，得到当前历元下的可用加速度数据；步骤3：利用梯形积分公式对当前历元下的可用加速度数据进行一次积分计算，得到当前历元下的速度数据；步骤4：利用加权滑动均值滤波算法对当前元下及当前历元之前L长度下的速度数据序列进行滤波处理，得到滤波后的当前历元下的可用速度数据，其中L为加权平滑窗口长度；步骤5：利用梯形积分公式对当前历元下的可用速度数据进行一次积分计算，得到当前历元下的位移数据；步骤6：利用加权滑动均值滤波算法对当前元下及当前历元之前L长度的位移数据序列进行滤波处理，得到滤波后的当前历元下的位移数据；步骤7：利用递归高通滤波器对滤波后的当前历元下的位移数据进行递推处理，得到当前历元下的可用位移数据，从而获得测点的实时振动位移数据；步骤8：将获取的设定长度的加速度传感器原始监测数据序列与对应的可用位移数据序列作为样本数据，利用频域处理方法对递归高通滤波与加权滑动均值滤波的滤波参数进行最优固定，并更新滤波参数；步骤9：循环执行所述步骤2至步骤7，实时逐历元解算获得各测点的实时振动位移数据。2.根据权利要求1所述适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，其特征在于：所述步骤1中递归高通滤波的滤波参数为滤波系数q和加权滑动均值滤波的滤波参数为加权平滑窗口长度L。3.根据权利要求2所述适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，其特征在于：所述滤波系数q采用计算公式如下：其中，H(f
d
)为递归滤波器的传递函数，i为虚数，f
d
为最小振动频率，Δt为单历元下的加速度传感器信号采样间隔，通过反算该式得到q的值。4.根据权利要求1所述适用于桥梁振动监测的加速度实时重构动态位移方法，其特征在于：所述步骤2中所述的当前历元，其定义为加速度传感器信号采样间隔Δt下对应的观测时刻；所述利用递归高通滤波器进行递推处理，采用计算公式如下：其中，x
t
,y
t
分别是当前历元下原始监测数据的输入与输出数据；q...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秋昭，刘振文，孙澳，郑南山，孟晓林，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：