[发明专利]大跨悬索桥涡振事件的实时识别和监测预警方法

权利要求书

1.一种大跨悬索桥涡振事件的实时识别和监测预警方法，包括以下的步骤：

步骤S1：基于桥梁加速度监测信号时程，通过快速傅里叶变换FFT计算频谱，读取频谱一阶能量峰值对应的横坐标，获得结构的一阶频率 ，并确定滤波截止频率 ：

；

式中， 为滤波比例系数；

步骤S2：通过递归高通滤波方法去除加速度信号中的低频噪声干扰，递归滤波器的形式为：

；

式中，和 分别为输入和输出信号， 为近似于1的常数；

步骤S3：采用递归加速度积分方法计算桥梁的振动位移：

先采用递归最小二乘法对桥梁加速度监测信号进行基线校正，再采用递归高通滤波消除加速度信号中的低频噪声，最后通过时域二次积分方法将加速度信号积分得到桥梁振动位移数据，得到桥梁涡振过程中的瞬时频率、相位以及振幅；

1）计算桥梁涡振的瞬时相位：

基于加速度积分所得位移信号的短时递归希尔伯特变换，得到复数域解析信号的实部和虚部，则桥梁涡振的瞬时相位 ：

；

2）计算桥梁涡振的瞬时频率：

对瞬时相位关于时间求一次导数，得到桥梁涡振的瞬时频率 ：

；

3）计算桥梁涡振的实时振幅：

涡振期间的桥梁实时振幅 由复数域解析信号的实部和虚部计算求得：

；

步骤S4：对积分位移数据进行短时递归希尔伯特变换，构造复数域的解析信号，并获得信号数据的实部和虚部，对信号进行复平面表达：

；

式中， 为对时域信号 进行希尔伯特变换：

对于离散监测信号数据，其希尔伯特变换计算式为：

式中，为采样信号；

为信号采样长度， 为脉冲响应乘子，表达形式为：

；

通过计算得到复数域解析信号的实部和虚部，以实部为x轴，虚部为y轴绘制数据复平面向量图像；

步骤S5：涡振判断：

若涡振产生，图像呈现圆形特征；非涡振区的图像杂乱无章无规律，对涡振的产生进行实时识别和预警。

2.一种大跨悬索桥涡振事件的实时识别和监测预警方法，包括以下的步骤：

S1：对桥梁实时加速度监测信号进行短时希尔伯特变换，并且以实部为x轴，虚部为y轴绘制数据复平面向量图像；

S2：若涡振产生，图像呈现近似圆形特征；非涡振区的图像杂乱无章无规律,对涡振的产生进行实时识别和预警。