[发明专利]一种TMD运行状态数字孪生检测装置及运行状态判断方法

权利要求书

1.一种TMD运行状态判断方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)根据TMD运行状态数字孪生检测装置所采集数据，在既有TMD及其设计基础上，分别判断质量块、弹簧和阻尼运动速度、加速度、振荡幅度、运动频率、相对位置位移是否符合设计参数要求，符合的情况则转到步骤2，否则分别判断质量块、弹簧和阻尼的运动轨迹问题，以此确定具体问题范围，并转到步骤4；

2)判断质量块、弹簧和阻尼耦合运动轨迹是否符合要求，是否存在不协调的振动运动相位差，即根据判断质量块、弹簧和阻尼的数据采集点在空间上竖直或者水平对应数据采集点的数据是否存在时空上不对应问题；

3)符合的情况则跳转到步骤4，否则根据质量块、弹簧和阻尼运动轨迹问题判断是TMD组件疲劳故障还是TMD设计问题；

4)如果是TMD设计问题，则建立质量块、弹簧和阻尼运动耦合目标函数、设计参数、设计约束，改进原有设计；如果是属于TMD组件问题，则更换TMD组件；

5)对TMD新设计和更换组件测试、实施，实现TMD全生命周期系统显示监测、预警和故障分析。

2.一种采用了权利要求1所述的TMD运行状态判断方法的TMD运行状态数字孪生检测装置，包括：质量块(1)、弹簧(2)、阻尼(3)和底座(4)，其特征在于还包括TMD传感器(5)、数据采集点(6)、检测控制器(7)、数据总线(8)和TMD运行状态数字孪生数据样本库(9)，TMD传感器(5)固定于底座(4)上，数据采集点(6)分别安装在质量块(1)、弹簧(2)、阻尼(3)和底座(4)上，TMD传感器(5)采集质量块(1)、弹簧(2)、阻尼(3)的竖直或者水平运动轨迹，采集数据在检测控制器(7)的控制下通过数据总线(8)传输至TMD运行状态数字孪生数据样本库(9)存储。

3.根据权利要求2所述的TMD运行状态数字孪生检测装置，其特征在于阻尼(3)和弹簧(2)的数据采集点(6)在空间上竖直或者水平对应，以此获得二者之间的位置随时间变化关系，质量块(1)和底座(4)的数据采集点(6)在空间上竖直或者水平对应，以此获得二者之间的位置随时间变化关系。

4.根据权利要求3所述的TMD运行状态数字孪生检测装置，其特征在于TMD传感器(5)采用速度传感器、相对位置传感器或激光检测器。

5.根据权利要求4所述的TMD运行状态数字孪生检测装置，其特征在于TMD传感器(5)所采集数据包括运动速度、加速度、振荡幅度、运动频率、相对位置位移。

6.根据权利要求5所述的TMD运行状态数字孪生检测装置，其特征在于还包括电涡流阻尼器(21)及电涡流阻尼器运动轨迹检测装置。

7.根据权利要求6所述的TMD运行状态数字孪生检测装置，其特征在于电涡流阻尼器(21)包括永磁体(23)、导体板(24)、磁体背铁(25)、导体背铁(26)，电涡流阻尼器运动轨迹检测装置包括电涡流阻尼传感器和数据采集点(6)，用来采集永磁体(23)与导体板(24)之间的相对位置位移或者转动相对位移，检测数据包括速度、加速度、振荡幅度、运动频率、相对位置位移、转动速度、转动相对位置，数据采集点(6)固定于永磁体(23)、导体板(24)上，永磁体(23)为永磁体对、永磁体阵列或永磁体转盘。

8.根据权利要求6或7所述的TMD运行状态数字孪生检测装置，其特征在于永磁体(23)上的数据采集点(6)之间位置相对应对称，永磁体(23)与导体板(24)的数据采集点(6)相对称，以此获得永磁体(23)之间、永磁体(23)与导体板(24)之间的位置随时间变化关系。

9.根据权利要求6所述的TMD运行状态数字孪生检测装置，其特征在于电涡流阻尼器(21)包括励磁线圈(31)、惯性件(32)、固定电磁底座(33)、惯性质量固定底座(34)，电涡流阻尼器运动轨迹检测装置包括惯性转动传感器(35)和数据采集点(6)，用来采集惯性件(32)的转动运动检测，检测数据包括转动速度、转动频率、转动相对位置；数据采集点(6)固定于励磁线圈(31)、惯性件(32)上。