[发明专利]一种低采样频率的钢丝绳张力信号修复方法

说明书

本发明提供一种低采样频率的钢丝绳张力信号修复方法，其包括：步骤S1.读取钢丝绳张力信号的采样频率；步骤S2.绘制钢丝绳张力信号的时域图；步骤S3.对钢丝绳张力信号进行离散傅里叶变换，找到张力信号的最高频率：步骤S4.设定张力信号的修复频率F_上限：F_修复＝A×F_上限；A为频率修复系数，20≤A≤100；步骤S5.基于修复公式获得修复后的张力信号。本发明所述修复方法相比已有技术，能够对已采集的低采样频率的钢丝绳张力信号进行修复，还原因采样频率偏低而丢失的部分峰、谷极值；对于将要采集的张力信号，可以降低采样频率，减少张力信号数据存储要求、提高张力信号传输效率。

技术领域

本发明属于工程技术领域，涉及一种能够修复低采样频率钢丝绳张力信号的方法。

背景技术

在工程领域为了掌握钢丝绳的受力情况，需要对其张力进行测量。通常对于载荷变化率较小的情况，100Hz(赫兹)至1000Hz的采样频率是足够的，不会因采样频率不足导致测量的张力信号失真，如丢失关键的峰值、谷值等。但是在钢丝绳承受短时冲击载荷时，如陆地机场、航母上使用的飞机阻拦索承受的阻拦张力，因冲击过程时间很短，且一般不便采用有线测量设备；但采取无线测量时，因传输速率限制无法使用过高的采样频率。但较低的采样频率存在丢失张力信号峰值、谷值的情况，将导致对钢丝绳受力情况的判断存在偏差，造成使用安全隐患。

因此，有必要采用一种对低采样频率的钢丝绳快速冲击张力信号进行修复的方法。

发明内容

本发明拟针对民用和军用领域，钢丝绳受到冲击载荷其张力快速变化时，较低的采样频率导致张力信号失真，无法准确反映信号峰值和谷值的问题，给出一种低采样频率张力信号测量事后的补充修复技术。

本发明所述低采样频率的钢丝绳张力信号修复方法的基本实施过程如下：

步骤S1.读取钢丝绳张力信号的采样频率；钢丝绳张力信号的采样频率由测量装置软件或硬件测定；

步骤S2.绘制钢丝绳张力信号的时域图，其包括：

步骤2.1，将采样的时间序列表示为：

T_采样＝{t₁，t₂，...，t_N采样} (1)

T_采样的计量单位为s(秒)，下标表示按时间顺序排列的序号，N_采样为总的采样点数量；相邻两个时间点的时间差等于采样频率的倒数，如t₂-t₁＝t₃-t₂＝1/f_采样；

将时间序列T_采样中各时刻测得的钢丝绳张力信号序列表示为：

S_采样＝{s₁，s₂，..，s_N采样} (2)

S_采样的计量单位为kN(千牛)。

步骤2.2，建立二维坐标系，横轴为时间轴，单位设为s；纵轴为张力轴，单位设为kN；将式(1)、(2)的数据序列一一对应构成二维数据坐标点，将其绘制在二维坐标系中，并按顺序相连。

步骤S3.对钢丝绳张力信号进行离散傅里叶变换，找到张力信号的最高频率：

具体包括：

步骤3.1，构建离散傅里叶变换的频率序列：

式中f_采样为步骤S1得到的采样频率，2000为设定的离散傅里叶变换点数。