本发明专利技术提供了一种缆索拉索力实时测试方法、系统、存储介质及计算机，缆索拉索力实时测试方法，包括；根据理论一阶固有频率确定测试频率的采样参数；根据采样参数确定缆索的目标固有频率和目标频率阶数；实时获取缆索的当前频率谱线图，根据目标固有频率和预设的频率变化区间，在当前频率谱线图中寻找谱线幅值最大的测试谱线；计算测试谱线的信噪比，根据信噪比判断测试谱线是否有效；若有效，则对测试谱线进行校正，以获取当前缆索的实际固有频率，根据实际固有频率和目标频率阶数计算当前缆索的实际一阶固有频率，根据实际一阶固有频率计算缆索的实际索力值；本发明专利技术提供的缆索拉索力实时测试方法效果好，精度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构物安全监测领域，具体涉及一种缆索拉索力实时测试方法、系统、存储介质及计算机。
技术介绍
1、目前桥梁、混塔风电机组等其他类似需要通过缆索承受拉力的构筑物，需要对缆索的受力状态进行人工检测和在线监测。
2、目前常用的方法多为振动频率法索力测试，其基本原理为：索的振动频率与索的张力、质量、长度有直接的关系。通过测量索的自然振动频率，就可以计算出索的张力。在具体实施时，将振动传感器（加速度、速度）安装在缆索上，通过动态数据采集设备测量振动传感器感应的缆索振动频率，除了定期的人工检测外，目前多采用自动化在线监测方案。成功实施振动法进行索力测试的前提条件是缆索能够在测试前，被良好激励而产生自由振动。目前激励方式主要分为人工激励和自然激励两大类，前者适合人工检测，后者适合在线监测。自然激励主要靠外界环境的能量来激发缆索振动，比如汽车经过桥梁时产生的振动激励，风力产生的振动激励、地脉动等。
3、而目前依靠自然激励的自动化监测存在的问题主要是：
4、（1）部分构筑物比如混塔风电机组内部的体外预应力约束缆索，当外界无风或者风力较小时，缆索振动几乎测量不到，这时候自动监测的振动信号如果不进行判断，系统将会把无效的频率值进行索力计算，进而得到无效的计算结果；
5、（2）对识别到的目标固有频率多采用将被激励起来的多个固有频率平均计算的方式来提高测量精度，这种方式本身受到频率分辨率的限制，当频率分辨率不足时，由于频谱泄漏导致的测量误差也会使得数据精度降低，影响测量结果。
<
p>技术实现思路1、基于此，本专利技术的目的是提供一种缆索拉索力实时测试方法、系统、存储介质及计算机，以解决现有技术中存在的技术问题。
2、本专利技术提出一种缆索拉索力实时测试方法，包括；
3、基于所述缆索的理论索力值计算所述缆索的理论一阶固有频率，根据所述理论一阶固有频率确定测试频率的采样参数；
4、根据所述采样参数获取预设时间内所述缆索的振动信号，以确定所述缆索的目标固有频率和目标频率阶数；
5、实时获取缆索的当前频率谱线图，根据所述目标固有频率和预设的频率变化区间，在所述当前频率谱线图中寻找谱线幅值最大的测试谱线；
6、计算所述测试谱线的信噪比，根据所述信噪比判断所述测试谱线是否有效；
7、若有效，则对所述测试谱线进行校正，以获取当前所述缆索的实际固有频率，根据所述实际固有频率和所述目标频率阶数计算当前所述缆索的实际一阶固有频率，根据所述实际一阶固有频率计算所述缆索的实际索力值；
8、若无效，则判定当前获取的频率谱线图中不存在有效数据而舍弃。
9、优选地，所述理论一阶固有频率的表达式为：
10、
11、式中，为理论一阶固有频率，为缆索的有效长度，为缆索的理论索力值，为缆索的单位长度索重；
12、所述采样参数至少包括：分析带宽、采样速率、分析点数、频率分辨率，其中，，。
13、优选地，所述根据所述采样参数获取预设时间内所述缆索的振动信号，以确定所述缆索的目标固有频率和目标频率阶数的步骤包括：
14、根据所述采样参数对所述缆索的振动信号进行采样，得到时域内的第一样本数据；
15、采用汉宁窗函数对所述第一样本数据进行处理，得到加窗后的时域内的第二样本数据；
16、对所述第二样本数据进行傅里叶变换，得到时域信号的单边幅值频谱图，在所述单边幅值频谱图中找到所有峰值谱线，基于所述理论一阶固有频率获取所述峰值谱线中所有固有频率谱线和对应的频率阶数；
17、根据所有固有频率谱线获取谱线幅值最大的固有频率谱线作为目标固有频率谱线，所述目标固有频率谱线对应的固有频率和频率阶数作为所述目标固有频率和所述目标频率阶数。
18、优选地，所述汉宁窗函数的表达式为：
19、
20、式中，，为分析点数；
21、所述第二样本数据的表达式为：
22、
23、式中，为第一样本数据。
24、优选地，所述实时获取缆索的当前频率谱线图，根据所述目标固有频率和预设的频率变化区间，在所述当前频率谱线图中寻找谱线幅值最大的测试谱线的步骤包括：
25、实时获取所述缆索的当前频率谱线图；
26、根据目标固有频率、频率变化区间和频率分辨率，计算在当前频率谱线图中搜索目标谱线的数量；
27、在目标固有频率附近搜索条目标谱线，以寻找谱线幅值最大的测试谱线。
28、优选地，计算所述信噪比的表达式为：
29、
30、式中，为信噪比，为测试谱线左侧的谱线幅值，为测试谱线的谱线幅值，为测试谱线右侧的谱线幅值，为在频谱区间内第根谱线的谱线幅值，为第一根谱线的谱线幅值，为最后一根谱线的谱线幅值，为计算信噪比的区间，为频谱区间内谱线的总数，为测试谱线对应的固有频率。
31、优选地，所述对所述测试谱线进行校正的步骤为：
32、当：
33、
34、当：
35、
36、式中，为修正后的实际固有频率，为目标固有频率对应的目标固有频率谱线左侧相邻的第一根谱线的谱线幅值，为目标固有频率对应的目标固有频率谱线右侧相邻的第一根谱线的谱线幅值，为目标固有频率对应的目标固有频率谱线的谱线幅值，为采样速率，为分析点数，为目标固有频率对应的目标固有频率谱线在频谱中的位置。
37、本专利技术还提出一种缆索拉索力实时测试系统，包括：
38、第一确定模块，用于基于所述缆索的理论索力值计算所述缆索的理论一阶固有频率，根据所述理论一阶固有频率确定测试频率的采样参数；
39、第二确定模块，用于根据所述采样参数获取预设时间内所述缆索的振动信号，以确定所述缆索的目标固有频率和目标频率阶数；
40、寻找模块，用于实时获取缆索的当前频率谱线图，根据所述目标固有频率和预设的频率变化区间，在所述当前频率谱线图中寻找谱线幅值最大的测试谱线；
41、判断模块，用于计算所述测试谱线的信噪比，根据所述信噪比判断所述测试谱线是否有效；
42、若有效，则对所述测试谱线进行校正，以获取当前所述缆索的实际固有频率，根据所述实际固有频率和所述目标频率阶数计算当前所述缆索的实际一阶固有频率，根据所述实际一阶固有频率计算所述缆索的实际索力值；
43、若无效，则判定当前获取的频率谱线图中不存在有效数据而舍弃。
44、本专利技术还提出一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述缆索拉索力实时测试方法。
45、本专利技术还提出一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述缆索拉索力实时测试方法。
46、本专利技术相比于现有技术的有益效果为：本申请本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述理论一阶固有频率的表达式为：
3.根据权利要求2所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述根据所述采样参数获取预设时间内所述缆索的振动信号，以确定所述缆索的目标固有频率和目标频率阶数的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述汉宁窗函数的表达式为：
5.根据权利要求3所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述实时获取缆索的当前频率谱线图，根据所述目标固有频率和预设的频率变化区间，在所述当前频率谱线图中寻找谱线幅值最大的测试谱线的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，计算所述信噪比的表达式为：
7.根据权利要求5所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述对所述测试谱线进行校正的步骤为：
8.一种缆索拉索力实时测试系统，其特征在于，包括；
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一所述的缆索拉索力实时测试方法。
10.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一所述的缆索拉索力实时测试方法。
...
【技术特征摘要】
1.一种缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述理论一阶固有频率的表达式为：
3.根据权利要求2所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述根据所述采样参数获取预设时间内所述缆索的振动信号，以确定所述缆索的目标固有频率和目标频率阶数的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述汉宁窗函数的表达式为：
5.根据权利要求3所述的缆索拉索力实时测试方法，其特征在于，所述实时获取缆索的当前频率谱线图，根据所述目标固有频率和预设的频率变化区间，在所述当前频率谱线图中寻找谱线幅值最大的测试谱...
【专利技术属性】
技术研发人员：王辅宋，刘文峰，刘付鹏，金亮，
申请(专利权)人：江西飞尚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。