[发明专利]一种基于改进S变换的实时索力识别方法

权利要求书

1.一种基于改进S变换的实时索力识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集斜拉桥拉索振动时域信号；

对采集到的斜拉桥拉索振动时域信号做改进的S变换，得到时频分布S_GST(t，f)；

对时频分布S_GST(t，f)进行同步压缩，得到高分辨时频谱图；

从高分辨时频谱图中提取出振动频率随时间变化的拉索实时振动频率变化曲线f_n(t)；

根据所提取的拉索实时振动频率变化曲线f_n(t)及其阶数n，通过振动法完成拉索实时索力T(t)的识别；

所述对采集到的斜拉桥拉索的振动信号做改进的S变换，得到时频分布S_GST(t，f)，具体步骤为：

将S变换的窗函数做如下改进：

其中，t为时间；f为频率；τ为窗函数中心时刻；为窗函数前锥度控制参数；为窗函数后锥度控制参数；

将改进后的窗函数代入S变换得到改进后的S变换，其离散形式为：

其中，T为采样间隔；M为采样点数；j和m分别为离散的时间和频率指标；τ＝jT，f＝m/MT；u和k为时移参数；尖号上标表示离散形式，为的离散傅里叶变换；erf为误差函数。

2.根据权利要求1所述的基于改进S变换的实时索力识别方法，其特征在于，所述对时频分布进行同步压缩，得到高分辨时频谱图，具体步骤为：

将多分量信号h(t)的各个单分量h_n(t)的瞬时频率表示为

其中，f_n和t均表示自变量，表示对h_n做改进的S变换；

多分量信号h(t)的瞬时频率表示为

其中，δ为冲激函数；

将对频率区间的积分写成求和形式，多分量信号h(t)的改进同步压缩S变换为：

其中，f_l为同步压缩变换后的频率；L_f是在S变换谱上以f_l为中心的频率区间半长度；f_k为S变换谱上频率区间的离散化频率样点，且Δf＝f_k-f_k-1。

3.根据权利要求2所述的基于改进S变换的实时索力识别方法，其特征在于，从同步压缩变换后的高分辨时频分布图中提取出振动频率随时间变化的拉索实时振动频率变化曲线f_n(t)。

4.根据权利要求3所述的基于改进S变换的实时索力识别方法，其特征在于，所述根据所提取的拉索实时振动频率变化曲线f_n(t)及其阶数n，通过振动法完成拉索实时索力的识别，具体为：

其中，m为拉索单位长度的质量；L为拉索的长度。