一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法及系统与流程

本发明属于大型梯级枢纽船闸振动监测，更具体地，涉及一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法及系统。

背景技术：

1、船闸振动监测是一种对船闸系统进行实时振动监测和分析的方法，以评估船闸的振动状况、确定振动的频率、幅度和模态等信息。以下是一般的船闸振动监测的步骤和方法：

2、1.传感器安装：在船闸系统的关键位置安装振动传感器。传感器可以是加速度传感器、位移传感器、应变传感器等，用于测量不同参数的振动信号。

3、2.数据采集：使用数据采集系统或振动监测设备记录传感器测量到的振动数据。这些数据包括振动加速度、位移、速度等信息，可以是时间域或频域的振动信号。

4、3.数据分析：对采集到的振动数据进行分析和处理。可以使用信号处理技术，如傅里叶变换、功率谱密度分析、自相关函数等，来提取振动信号的频率成分、周期性、幅度等信息。

5、4.模态分析：通过模态分析技术，确定船闸系统的固有频率、振动模态及其对应的振动形态。这可以通过将振动数据输入模态分析软件或使用振动测试与分析仪器来实现。

6、5.振动参数评估：基于振动数据和分析结果，评估船闸系统的振动状况。可以比较振动参数与标准或限制值进行判断，以确定船闸的振动是否处于可接受范围内。

7、6.报告和监控：生成振动监测报告，记录船闸的振动状况和变化趋势。定期进行振动监测，并进行长期趋势分析，以便及时发现潜在的问题并采取必要的维护和修复措施。

8、船闸振动监测的目的是帮助工程师和操作人员了解船闸系统的振动情况，预测潜在的振动问题，并采取相应的措施以确保船闸的安全运行。这有助于提高船闸的可靠性、延长使用寿命，并减少振动引起的设备损坏和人员伤害风险。

9、但是现有技术中，由于船闸振动是非线性的，计算比较困难，并且目前没有一种技术方案，能够准确计算船闸的振动情况。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提出一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法，包括：

2、获取采样时间内的所述船闸的船闸数据，其中，所述船闸数据包括：所述船闸的加速度、所述船闸的位移和所述船闸的振动频率；

3、根据所述船闸数据，设置振动监测模型，计算振动峰值加速度；

4、获取所述船闸的阻尼比、所述船闸的固有角频率和所述船闸的相位角，并对所述振动监测模型进行优化，生成优化后的所述振动监测模型；

5、设置振动峰值加速度的修正因子，对优化后的所述振动监测模型进行调整，生成最终振动监测模型，通过所述最终振动监测模型对所述船闸进行振动监测。

6、进一步的，所述振动监测模型为：

7、g＝a*x*sin(2πf)其中，a为所述船闸的加速度，x为所述船闸的位移，f为所述船闸的振动频率，g为所述振动峰值加速度。

8、进一步的，优化后的所述振动监测模型为：

9、

10、其中，δ为所述船闸的阻尼比，描述了振动系统的阻尼程度，阻尼比越大，振动衰减得越快，w为所述船闸的固有角频率，t为采样时间，为所述船闸的相位角，用于调整船闸振动的相位。

11、进一步的，所述最终振动监测模型为：

12、

13、其中，d为所述振动峰值加速度的修正因子。

14、进一步的，所述船闸的固有角频率w为：

15、

16、本发明还提出一种大型梯级枢纽船闸振动监测系统，包括：

17、获取数据模块，用于获取采样时间内的所述船闸的船闸数据，其中，所述船闸数据包括：所述船闸的加速度、所述船闸的位移和所述船闸的振动频率；

18、设置模型模块，用于根据所述船闸数据，设置振动监测模型，计算振动峰值加速度；

19、优化模块，用于获取所述船闸的阻尼比、所述船闸的固有角频率和所述船闸的相位角，并对所述振动监测模型进行优化，生成优化后的所述振动监测模型；

20、调整模块，用于设置振动峰值加速度的修正因子，对优化后的所述振动监测模型进行调整，生成最终振动监测模型，通过所述最终振动监测模型对所述船闸进行振动监测。

21、进一步的，所述振动监测模型为：

22、g＝a*x*sin(2πf)

23、其中，a为所述船闸的加速度，x为所述船闸的位移，f为所述船闸的振动频率，g为所述振动峰值加速度。

24、进一步的，优化后的所述振动监测模型为：

25、

26、其中，δ为所述船闸的阻尼比，描述了振动系统的阻尼程度，阻尼比越大，振动衰减得越快，w为所述船闸的固有角频率，t为采样时间，为所述船闸的相位角，用于调整船闸振动的相位。

27、进一步的，所述最终振动监测模型为：

28、

29、其中，d为所述振动峰值加速度的修正因子。

30、进一步的，所述船闸的固有角频率w为：

31、

32、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

33、本发明通过获取采样时间内的所述船闸的船闸数据，其中，所述船闸数据包括：所述船闸的加速度、所述船闸的位移和所述船闸的振动频率；根据所述船闸数据，设置振动监测模型，计算振动峰值加速度；获取所述船闸的阻尼比、所述船闸的固有角频率和所述船闸的相位角，并对所述振动监测模型进行优化，生成优化后的所述振动监测模型；设置振动峰值加速度的修正因子，对优化后的所述振动监测模型进行调整，生成最终振动监测模型，通过所述最终振动监测模型对所述船闸进行振动监测。本发明通过以上技术方案，能够准确的监测船闸的振动情况，为船闸安全管理提供数据支持。

技术特征：

1.一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法，其特征在于，所述振动监测模型为：

3.如权利要求2所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法，其特征在于，优化后的所述振动监测模型为：

4.如权利要求3所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法，其特征在于，所述最终振动监测模型为：

5.如权利要求4所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法，其特征在于，所述船闸的固有角频率w为：

6.一种大型梯级枢纽船闸振动监测系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测系统，其特征在于，所述振动监测模型为：

8.如权利要求7所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测系统，其特征在于，优化后的所述振动监测模型为：

9.如权利要求8所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测系统，其特征在于，所述最终振动监测模型为：

10.如权利要求9所述的一种大型梯级枢纽船闸振动监测系统，其特征在于，所述船闸的固有角频率w为：

技术总结
本发明公开一种大型梯级枢纽船闸振动监测方法及系统，该方法包括：获取采样时间内的所述船闸的船闸数据，其中，所述船闸数据包括：所述船闸的加速度、所述船闸的位移和所述船闸的振动频率；根据所述船闸数据，设置振动监测模型，计算振动峰值加速度；获取所述船闸的阻尼比、所述船闸的固有角频率和所述船闸的相位角，并对所述振动监测模型进行优化，生成优化后的所述振动监测模型；设置振动峰值加速度的修正因子，对优化后的所述振动监测模型进行调整，生成最终振动监测模型，通过所述最终振动监测模型对所述船闸进行振动监测。

技术研发人员：安小刚,李林,王俊文,顾群,蔡金易
受保护的技术使用者：交通运输部水运科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15