一种拉索的索力计算方法及计算装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种拉索的索力计算方法及计算装置，方法包括：按照预设的时间间隔采集目标拉索的时域数据，并利用快速傅里叶变换方法将所述时域数据转换成频域数据，以构建频谱图；利用二阶导数法识别出所述频谱图中所有的波峰数据；从所有的所述波峰数据中筛选出超过预设波峰阈值的第一波峰数据；根据预设的频率间距在所述第一波峰数据中确定第二波峰数据；基于所述第二波峰数据计算所述目标拉索的索力。本发明专利技术能够从频域数据中自动过滤干扰数据并识别出拉索的波峰，精确计算拉索的拉力，进而有利于拉索结构的施工控制和健康监测。

【技术实现步骤摘要】
一种拉索的索力计算方法及计算装置
本专利技术属于索力测量
，更具体的说是涉及一种拉索的索力计算方法及计算装置。
技术介绍
传统索力计算一般是采取人工识别频率值，即通过人工识别频谱图上的各频率值，基于识别的频率值进行索力计算。上述计算索力往往更多依赖于人工计算，会存在一定的误差，导致最终索力不正确，从而影响索结构的施工控制或健康监测。因此，如何提供一种拉索的索力计算方法及计算装置成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种拉索的索力计算方法及计算装置，能够从频域数据中自动过滤干扰数据并识别出拉索的波峰，精确计算拉索的拉力，进而有利于拉索结构的施工控制和健康监测。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种拉索的索力计算方法，包括：S1：按照预设的时间间隔采集目标拉索的时域数据，并利用快速傅里叶变换方法将所述时域数据转换成频域数据，以构建频谱图；利用二阶导数法识别出所述频谱图中所有的波峰数据；S2：从所有的所述波峰数据中筛选出超过预设波峰阈值的第一波峰数据；S3：根据预设的频率间距在所述第一波峰数据中确定第二波峰数据；S4：基于所述第二波峰数据计算所述目标拉索的索力。优选的，所述步骤S1中利用二阶导数法识别出所述频域数据中所有的波峰数据的步骤包括：从所述频域数据中提取频率对应的频域幅值数据，以构成一维频域幅值向量；计算所述一维频域幅值向量的一阶差分向量得到第一差分向量；r>对所述第一差分向量进行取值运算得到第二差分向量；计算所述第二差分向量的一阶差分向量得到第三差分向量；基于所述第三差分向量确定所述波峰数据。优选的，所述一维频域幅值向量表示为：Amp＝[Amp0，Amp1，…，Ampi，…，Ampn-1]，其中，Ampi(i∈[0，1，2，…，n-1])表示所述一维频域幅值向量中的第i个频域幅值，n表示所述一维频域幅值向量的维数个数；计算所述一维频域幅值向量的一阶差分向量得到第一差分向量的步骤包括：通过下述算式计算所述一维频域幅值向量的一阶差分向量得到第一差分向量：DiffAmp(i)＝Ampi+1-Ampi，(i∈0，1，2，…，n-2)；其中，DiffAmp(i)表示所述第一差分向量中的第i个差分数值。优选的，对所述第一差分向量进行取值运算得到第二差分向量的步骤包括：将所述第一差分向量中大于0的差分数值赋值为1；将所述第一差分向量中小于0的差分数值赋值为-1；；查找赋值后的所述第一差分向量中数值为0的差分数值对应的位数；判断所述差分数值对应的位数的下一位数对应的差分数值是否不小于0；如果是，将数值为0的所述差分数值赋值为1；如果否，将数值为0的所述差分数值赋值为-1。优选的，所述第二差分向量表示为：First＝[First0，First1，…，Firsti，…，Firstn-2]，Firsti(i∈[0，1，2，…，n-2])表示所述第二差分向量中的第i个差分数值；计算所述第二差分向量的一阶差分向量得到第三差分向量的步骤包括：通过下述算式计算所述第二差分向量的一阶差分向量得到第三差分向量：DiffFirst(i)＝Firsti+1-Firsti，(i∈0，1，2，…，n-3)；其中，DiffFirst(i)表示所述第三差分向量中的第i个差分数值。优选的，基于所述第三差分向量确定所述波峰数据的步骤包括：在所述第三差分向量中查找数值为-2的差分数值对应的位数，在所述一维频域幅值向量中将所述差分数值对应的位数的下一位数对应的频域幅值确定为所述波峰数据。优选的，所述步骤S3中根据预设的频率间距在所述第一波峰数据中确定第二波峰数据的步骤包括：按照所述频率间隔在所述频谱图中查找与预设的频率区域对应的频率范围；判断在所述频率范围中是否存在所述第一波峰数据对应的频率值；如果是，将所述第一波峰数据确定为所述第二波峰数据。优选的，所述步骤S4中基于所述第二波峰数据计算所述目标拉索的索力的步骤包括：在所述频谱图中确定每个所述第二波峰数据对应的频率值，并将多个所述频率值按照频率值的大小进行排序；计算相邻两个所述频率值的频率差值，在多个所述频率差值中选取差值最小的频率差值作为目标频率差值；计算每个所述频率差值与所述目标频率差值之间的商值；通过所述商值确定每个所述频率差值对应的商值系数；根据所述频率差值，以及所述频率差值对应的商值系数确定所述第二波峰数据对应的一阶频率；基于所述一阶频率确定所述目标拉索的索力。优选的，通过所述商值确定每个所述频率差值对应的商值系数的步骤包括：如果所述商值小于预设的商值阈值，则确定所述商值系数为1；如果所述商值在预设的商值阈值范围内，则确定所述商值系数为2。优选的，根据所述频率差值，以及所述频率差值对应的商值系数确定所述第二波峰数据对应的一阶频率的步骤包括：将多个所述频率差值进行求和计算以得到第一数值；将每个所述频率差值对应的商值系数进行求和计算以得到第二数值；所述第一数值与所述第二数值进行商运算以得到所述一阶频率。优选的，基于所述一阶频率确定所述目标拉索的索力的步骤包括：通过下述算式确定所述目标拉索的索力：T＝4ml2f2；其中，T表示所述目标拉索的索力，m表示所述目标拉索的质量，l表示所述目标拉索的长度，f表示所述一阶频率。一种拉索的索力计算装置，包括：转换模块，用于按照预设的时间间隔采集目标拉索的时域数据，利用快速傅里叶变换方法将所述时域数据转换成频域数据，以构建频谱图；识别模块，用于利用二阶导数法识别出所述频域数据中所有的波峰数据；筛选模块，用于从所有的所述波峰数据中筛选出超过预设波峰阈值的第一波峰数据；确定模块，用于根据预设的频率范围间距在所述第一波峰数据中确定第二波峰数据；计算模块，用于基于所述第二波峰数据计算所述目标拉索的索力。有益效果：本专利技术提供了一种拉索的索力计算方法及计算装置，能够按照预设的时间间隔采集拉索的时域数据，并利用快速傅里叶变换方法将时域数据转换成频域数据；利用二阶导数法识别出频域数据中所有的波峰数据；从所有的波峰数据中筛选出超过预设波峰阈值的第一波峰数据；并根据预设的频率间距在第一波峰数据中确定第二波峰数据；基于第二波峰数据得到拉索的索力。本专利技术能够从频域数据中自动过滤干扰数据并识别出拉索的波峰，精确计算拉索的拉力，进而有利于拉索结构的施工控制和健康监测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉索的索力计算方法，其特征在于，包括：/nS1：按照预设的时间间隔采集目标拉索的时域数据，并利用快速傅里叶变换方法将所述时域数据转换成频域数据，以构建频谱图；利用二阶导数法识别出所述频谱图中所有的波峰数据；/nS2：从所有的所述波峰数据中筛选出超过预设波峰阈值的第一波峰数据；/nS3：根据预设的频率间距在所述第一波峰数据中确定第二波峰数据；/nS4：基于所述第二波峰数据计算所述目标拉索的索力。/n

【技术特征摘要】
1.一种拉索的索力计算方法，其特征在于，包括：
S1：按照预设的时间间隔采集目标拉索的时域数据，并利用快速傅里叶变换方法将所述时域数据转换成频域数据，以构建频谱图；利用二阶导数法识别出所述频谱图中所有的波峰数据；
S2：从所有的所述波峰数据中筛选出超过预设波峰阈值的第一波峰数据；
S3：根据预设的频率间距在所述第一波峰数据中确定第二波峰数据；
S4：基于所述第二波峰数据计算所述目标拉索的索力。


2.根据权利要求1所述的一种拉索的索力计算方法，其特征在于，所述步骤S1中利用二阶导数法识别出所述频域数据中所有的波峰数据的步骤包括：
从所述频域数据中提取频率对应的频域幅值数据，以构成一维频域幅值向量；
计算所述一维频域幅值向量的一阶差分向量得到第一差分向量；
对所述第一差分向量进行取值运算得到第二差分向量；
计算所述第二差分向量的一阶差分向量得到第三差分向量；
基于所述第三差分向量确定所述波峰数据。


3.根据权利要求2所述的一种拉索的索力计算方法，其特征在于，所述一维频域幅值向量表示为：Amp＝[Amp0，Amp1，…，Ampi，…，Ampn-1]，其中，Ampi(i∈[0，1，2，…，n-1])表示所述一维频域幅值向量中的第i个频域幅值，n表示所述一维频域幅值向量的维数个数；
计算所述一维频域幅值向量的一阶差分向量得到第一差分向量的步骤包括：
通过下述算式计算所述一维频域幅值向量的一阶差分向量得到第一差分向量：
DiffAmp(i)＝Ampi+1-Ampi，(i∈0，1，2，…，n-2)；
其中，DiffAmp(i)表示所述第一差分向量中的第i个差分数值。


4.根据权利要求3所述的一种拉索的索力计算方法，其特征在于，对所述第一差分向量进行取值运算得到第二差分向量的步骤包括：
将所述第一差分向量中大于0的差分数值赋值为1；
将所述第一差分向量中小于0的差分数值赋值为-1；；
查找赋值后的所述第一差分向量中数值为0的差分数值对应的位数；
判断所述差分数值对应的位数的下一位数对应的差分数值是否不小于0；
如果是，将数值为0的所述差分数值赋值为1；
如果否，将数值为0的所述差分数值赋值为-1。


5.根据权利要求4所述的一种拉索的索力计算方法，其特征在于，所述第二差分向量表示为：First＝[First0，First1，…，Firsti，…，Firstn-2]，Firsti(i∈[0，1，2，…，n-2])表示所述第二差分向量中的第i个差分数值；
计算所述第二差分向量的一阶差分向量得到第三差分向量的步骤包括：
通过下述算式计算所述第二差分向量的一阶差分向量得到第三差分向量：
DiffFirst(i)＝Firsti+1-Firsti，(i∈0，1，2，…，n-3)；
其中，DiffFirst(i)表示所述第三差分向量中的第i个差分数值。


6.根据权利要求5所述的一种拉索的索力计算方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：程丽娜，卢琢，沈罗刚，
申请(专利权)人：浙江博远电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33