基于振动台试验的加速度积分位移

轨道不平顺是铁路车辆系统振动的主要激励源,车体构架运行姿态的变化会对轨道几何不平顺检测精度造成影响.理论上可通过位移传感器对车体构架的运行姿态进行测试,但多数情况下测量困难且精度较低,而采用加速度传感器测试,又存在各种噪声干扰,使积分位移中含有趋势项漂移误差.针对此类问题,提出了一种从加速度数据中获取位移时间序列的低频衰减频域积分方法.该方法从测量加速度积分开始,采用基于滑动平均的最小二乘法预处理方法,去除积分过程中的噪声产生的误差,还原实际由于轨道不平顺产生的振动响应.结合滑动平均方法、高通滤波器和频域积分,通过多次平滑、滤波和积分,得到重构位移信号,避免了信号的失真.该方法的主要优点是重构位移不存在长周期漂移.通过与振动台实测数据的对比分析,验证了该方法的准确性和可靠性.

肺动脉速度-时间积分变异性对机械通气患者液体反应性的预测价值

目的:探讨肺动脉速度-时间积分变异性(ΔPulmVTI)对机械通气患者液体反应性的预测价值。方法:选取医院重症监护室(ICU)需进行液体复苏治疗的100例机械通气患者,根据患者液体反应性分为敏感组(40例)和非敏感组(60例)。测量所有受试者ΔPulmVTI,分析ΔPulmVTI与主动脉血流速度-时间积分变异性(ΔAoVTI)、下腔静脉直径变异性(ΔIVC)及脉冲压力变异性(ΔPP)的相关性;记录患者液体复苏治疗后液体反应性,采用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分析ΔPulmVTI对机械通气患者液体反应性的预测价值。结果:敏感组患者液体复苏治疗后心输出量增加≥10%,非敏感组患者液体复苏治疗后心输出量增加<10%。Pearson相关系数分析显示ΔPulmVTI与ΔAoVTI、ΔIVC及ΔPP具有正相关(r=0.689,r=0.459,r=0.680;P<0.05);ΔPulmVTI与液体反应性相关(OR=2.150,P<0.05)。ΔPulmVTI预测患者液体反应性的AUC为0.877,ΔPulmVTI值≥14%时,预测液体反应性的灵敏度为90%,特异度为75%。结论:ΔPulmVTI是临床预测ICU机械通气患者液体复苏治疗后液体反应性较为可靠的指标。

房缩期二尖瓣前向血流速度联合二尖瓣环纵向位移评估左室僵硬度

目的:探索房缩期二尖瓣前向血流速度联合二尖瓣环纵向位移评估左室僵硬度的可行性。方法:募集门诊接受经胸超声心动图检查的志愿者117例。超声心动图测量常规参数,描计组织多普勒a波的速度时间积分记作VTIa′,计算A2/VTIa′。将受试者分为舒张功能正常组(GROUP 1,n=35)、舒张功能障碍I级组(GROUP 2,n=61)、舒张功能障碍Ⅱ级及Ⅲ级组(GROUP 3,n=21),对比三组间A2/VTIa′及其他参数差异;行A2/VTIa′与现有僵硬度参数、僵硬度影响因素的相关性分析;将GROUP 1与GROUP 2归为僵硬度正常组(NS),GROUP 3归为僵硬度异常组(AS),分析A2/VTIa′鉴别两组的诊断效能。结果:舒张功能不同分组间A2/VTIa′差异存在显著统计学意义(P<0.001);A2/VTIa′与LVEDP/LVEDV、KLV分别呈中度、低度正相关(r=0.411、0.222,P<0.05),与年龄、收缩压、E/e′分别呈低度正相关(r=0.364、0.338、0.356,P<0.001),与e′呈低度负相关(r=-0.365,P<0.001);A2/VTIa′鉴别AS与NS的AUC为0.805,诊断敏感度和特异度分别为81.0%和66.7%。结论:A2/VTIa′可用于评估左室僵硬度,且对僵硬度异常的鉴别价值高于目前左室僵硬度评估指标。

加速度频域积分中低频截止频率的优化取值

结构健康监测领域中,往往通过测试结构的加速度响应并通过积分来得到结构的位移响应。加速度积分的方法有很多种,其中频域积分方法具有计算速度快、稳定性高等优点,但由于受到低频敏感性的影响,应用受到较大限制。现有研究成果对加速度频域积分中截止频率的选择还未形成统一认识,文章就这一问题展开了深入研究。首先阐述了造成频域积分低频振荡的原因,然后通过对简谐信号的大规模数值计算,拟合出了最优截止频率的计算公式,并通过计算分析得出,最优截止频率的大小与采样频域和采样点数不存在必然关系,只与加速度信号基频线性相关。最后采用有限元仿真计算,对比了文章积分方法得出的位移与SAP2000计算位移的差异,二者平均峰值误差为1.96%,满足工程测试精度的要求。

左室流出道速度时间积分(VTI)评估脓毒症患者容量反应性的临床应用

分析左室流出道速度时间积分在脓毒症患者容量反应性的评估价值。方法 将2021.6-2022.10设置为课题研究时间段,研究目标:脓毒症患者,样本量:70例。进行容量负荷试验,根据液体反应分为治疗组(37例)和对照组(33例),测定血流动力学的指标变化,同时判断VTILVOT评估脓毒症患者容量反应价值。结果 MAP在两组容量负荷测试后均有所上升,相较于对照组,治疗组更高(P<0.05);在两组容量负荷测试后,两组SV和CO出现上升(P<0.05)。治疗组在接受容量负荷试验以后,VTILVOT出现上升,比较差异具有统计学意义(P<0.05),SV对脓毒症患者容量反应性评估曲线下的面积(AUC)数值为0.853,当SV为11.67%时对脓毒症患者容量反应实施评估。结论 可应用VTILVOT来评估脓毒症患者容量反应性,该种评估方式对容量反应性有较高的特异性和敏感性,可作为临床依据,指导临床进行补液治疗。

左室流出道速度时间积分(VTI)评估脓毒症患者容量反应性的应用进展

脓毒症为急诊科患者出现周围循环衰竭的关键因素,在治疗脓毒症期间,液体复苏是行之有效的治疗方法,以防出现补液过多等治疗风险的发生,分析左室流出道速度时间积分(VTI)评估脓毒症患者容量反应性的应用情况,本文从监测脓毒症患者容量反应性国内外的研究现状、患者纳排标准、VTI研究方法、研究结果及分析等进行综述,以期为临床工作中准确评估脓毒症患者容量反应性提供理论依据。

汽车轨迹测量的速度积分方法及其实施技术

汽车质心的运动轨迹作为最直观的试验结果对汽车操纵稳定性、制动性等运动性能的研究和设计,特别是对于驾驶员-汽车闭环系统运动性能的分析和评价十分重要。研究了速度积分法求解汽车质心运动轨迹的原理和试验技术,并利用某轿车的场地试验进行了试验验证。这一方法具有可靠、快速、操作简便和适用面广等优点。

基于零初值的测试加速度积分速度与位移的方法

在地震工程、结构振动控制和结构健康监测等研究领域,结构在振动过程中的位移和速度对科学研究和实际工程应用都具有重要意义.由于技术条件及环境因素限制,测试过程中获得的大多为加速度响应信号,需要通过积分获得速度及位移.但是由于初始条件的缺失,导致了测试加速度信号在积分速度和位移过程中产生明显的漂移现象.为解决此问题,本文利用结构的振动规律,在稳态振动阶段寻找速度和位移的零点,并以此作为初值进行积分,最后利用趋势项处理去除零点确定误差产生的漂移.本文数值模拟了单自由度体系和多自由度体系在简谐振动和地震动作用下的结构振动响应,并比较了计算值与准确值的最大相对误差;最后,将该方法应用于5条具有代表性的真实地震动记录,与给出的地面速度和位移进行比较,结果显示在极值处的最大相对误差均小于3%,表明该方法具有较高的计算精度和实际应用价值.

小容量负荷主动脉时间速度积分变异率在严重多发伤休克患者液体复苏中的应用

目的评价小容量负荷下主动脉时间速度积分变异率指导严重多发伤休克患者液体复苏的应用价值。方法选取严重多发伤休克患者,随机分两组,超声指导组(A组)通过小容量负试验在超声下监测主动脉时间速度积分变异率评估容量反应性指导液体复苏,常规治疗组(B组)根据常规指标进行复苏。比较两组患者复苏前后不同时间生理和实验室指标,72 h复苏液体量、血管活性药物使用时间、机械通气时间、28 d死亡率及住ICU时间。结果共纳入64例患者,完成试验的A组有30例,B组有29例,两组患者一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),MAP和CVP在复苏后12、24 h和3 d的值两组差异有统计学意义(P<0.05),A组患者的复苏液体量和血管活性药物使用时间、机械通气时间和住ICU时间均少于B组(P<0.05)。结论利用小容量负荷主动脉时间速度积分变异率评价严重多发伤休克患者的容量反应性能精确指导液体复苏,减少缩短血管活性药物使用时间及机械通气时间。

利用时间—速度积分评价心肌梗死患者局部心肌收缩功能

目的 :利用超声时间—速度积分评价三支病变的心肌梗死患者左心室局部心肌的收缩功能。方法 :超声测量 3 0例心肌梗死 (心肌梗死组 )患者和 3 0例无心脏疾患的人 (对照组 )不同壁的不同节段 (瓣环、基底段、中间段、心尖段 )的最大时间—速度积分 (TVImax)和各二尖瓣环最大下移距离 (D)。结果 :心肌梗死组患者各节段TVImax和各二尖瓣环最大下移距离均较对照组明显减低 ;有的节段时间—速度积分曲线出现双峰 ,提示收缩后收缩。心肌梗死组各二尖瓣环平均TVImax、最大下移距离与左心室射血分数相关系数分别为r =0 66、0 63 ,P均 <0 0 0 1;TVImax和最大下移距离的相关系数为r =0 83 ,P <0 0 0 1。结论 :三支病变的心肌梗死患者局部收缩功能明显减低 。

振动加速度数值积分的Lagrange多项式拟合方法

在机械设备的振动监测中,通过对加速度信号的积分来获得速度和位移是振动分析的常用方法,如何提高积分的精度则是其关键之所在。首先分析梯形积分法和Simpson积分法在低采样频率下的位移结果的误差规律,提出可用于加速度积分的Lagrange多项式拟合积分法。该方法采用移动窗法截取三个信号值建立Lagrange二次拟合多项式,并对该多项式进行积分,推导出可以方便编程的计算公式。其次,从Lagrange多项式插值角度得出相邻两个采样值时间中点处的计算值,代入Simpson公式后化简所得公式与文中所提方法计算公式一致。最后,对二自由度弹簧质量模型仿真信号和三层刚架模型实测振动加速度信号进行积分计算。对比结果表明,在低采样频率情况下,该算法精度高于梯形法,并能保持原有采样频率,实时性较强。

边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨

受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域-时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域-时域混合积分时误差可明显减小。

“速度积分”匹配传递对准方法研究

传递对准时,飞机机翼的弹性变形会对挂在机翼上导弹的子惯导系统的对准精度产生很大的影响。本文研究了"速度积分"匹配传递对准方法,通过与速度匹配和"速度+姿态"匹配方法的仿真结果进行比较得出以下结论:"速度积分"匹配方法比速度匹配和"速度+姿态"匹配方法更适用于机翼存在较大弹性变形时的传递对准。另外,此种方法对由时间延迟所引起的时间标记偏差也有比较好的估计效果。

基于频谱能量形态拟合的加速度积分方法研究

针对带噪加速度信号的积分问题,提出一种基于频谱能量形态拟合的频域积分新方法,定义为有效频段法。假设峰值主频临近区域的频谱曲线符合高斯函数分布,根据该区域内带噪信号的累积能量变化,拟合得到相关高斯函数的参数,从而根据三倍标准差原则确定主频有效信息的分布范围,进而通过有效频段内的频域积分和傅里叶逆变换,得到相应的速度和位移信号;最后,通过数值模拟算例,考察有效频段法在多频简谐激励和随机激励下的积分效果,并与传统频域积分方法进行对比。结果表明,相对于传统频域积分方法,有效频段法可以实现积分频段的自动确定,能得到简谐激励下更高的积分精度和随机激励下稳定且良好的积分精度,抗噪性能更强。

正常人组织多普勒时间速度积分曲线的研究

目的:分析组织多普勒TVI方法检测正常室壁心肌运动的规律。方法:选取30例正常人,获取左室侧壁(LW)、后间隔(PS)、前壁(AW)、下壁(IW)、前间隔(AS)和后壁(PW)的组织多普勒图像,脱机下测量每个室壁的基底段(Base)、中间段(M id)和心尖段(Apex)的时间速度积分最大值(TVIm ax)。结果:同一室壁心肌TVI由基底段向心尖段逐渐降低,同一切面下室间隔、前壁和前间隔分别低于侧壁、下壁和后壁,且均具有显著性差异。结论:组织多普勒TVI方法是获取心肌运动位移信息简便、可靠的方法,可用于评价心肌的功能变化。

土石坝动力分析的改进二次加速度积分法

土石坝动力分析常用的是Wilson-θ积分方法,但该方法用于分析高频问题和大步长问题时精度较低。针对该缺点提出一种改进的二次加速度积分法,该算法与一步二次加速度积分法相比,计算精度不变、稳定性要求容易满足,计算用时大大减少。对算法的基本原理、稳定性及精度进行了分析,并给出一个土石坝动力分析的算例,验证了该算法的可行性。与常用的Wilson-θ法、Newmark法和中心差分法进行了数值比较。计算结果表明:该算法在分析高频问题和大步长问题时,计算精度较高。

基于加速度多重基线校正的移动车辆下桥梁动位移间接测量方法

针对桥梁荷载试验中传统的动位移直接测量方法设备仪器安装复杂、操作难度大、代价高,甚至在特殊条件下难以实现等问题,以现有相关研究成果为基础,提出一种基于实测加速度动静分离和多重基线校正策略的桥梁动位移间接测量方法。通过对加速度数据进行基线校正消除其整体偏移误差,利用快速傅里叶变换滤波消除高频噪声干扰,动静分离得到准静态和自由振动响应并分别积分后叠加。考虑动静响应特征差异提出一种新型多重基线校正方法,实现了趋势项误差的有效消除。基于所建立的位移估计方法框架和流程,通过20~40 km/h多种车速下实桥现场动载试验获得的加速度和直接法动位移测试数据,对所提方法进行了试验验证。结果表明,动位移估计值与直接测试值时程曲线吻合程度良好,峰值相对误差1.68%~5.29%,表明所提出的动位移估计算法具有较高的精度和工程适用性。

分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦试验研究

为分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦力,提出一种在高精度三轴转台上测试摆式积分陀螺加速度计的新试验方法。该试验采用三轴转台中环转动速度随动摆式积分陀螺加速度计外环进动角速度,从而分离仪表外环轴摩擦力的方案。为研究三轴转台存在的动不平衡对摆式积分陀螺加速度计测试试验的影响,建立了三轴转台的动不平衡模型,分析了三轴转台的动不平衡对转台定位精度的影响,并通过提高三轴转台的带宽和改变工作点来获得高的定位精度,消除三轴转台的动不平衡扰动影响,完成分离摆式积分陀螺加速度计的外环摩擦力的试验。通过对试验数据进行分析,得出外环摩擦力的存在影响了摆式积分陀螺加速度计精度,为进一步改进仪表结构以提高仪表的精度提供了试验研究基础。

正常人多普勒组织成像速度曲线与时间速度积分曲线的研究

目的:利用组织多普勒成像(DTI)技术获取正常人心肌各节段速度参数与时间速度积分(位移)参数,初步描述其心肌舒缩功能的特点,建立正常值区间。方法:以40例健康成人为研究对象,获取标准心尖四腔、心尖二腔及心尖长轴切面的组织多普勒图像,描记心肌各节段(瓣环、基底、中间、心尖)的速度曲线和位移曲线并进行统计学分析。结果:同一切面下室间隔、前壁、前间隔的组织运动速度及位移均分别低于侧壁、下壁及后壁,而前壁、侧壁及后壁舒张期速度Ve/Va比值分别高于下壁、室间隔、前间隔,且均有显著性差异;同一室壁的各节段的组织运动速度及位移为从瓣尖部至心尖部逐渐降低。结论:多普勒组织成像技术能精确测定心肌局部收缩和舒张运动速度及位移变化,对评价心肌功能提供了一种无创而可靠的方法。

组织多普勒时间-速度积分在评价心肌梗死中的应用

目的:探讨组织多普勒TVI方法在评价心肌梗死节段运动障碍中的应用价值。方法:选择20例经冠状动脉造影证实左冠状动脉前降支狭窄的病人,应用组织多普勒TVI方法分别测定其左冠状动脉前降支供血区域节段的最大位移(TVIm ax),并与30例正常人相应节段进行对照。结果:左前降支供血区域各节段运动位移与对照组相比,均明显减低。结论:组织多普勒TVI方法可定量分析心肌运动长轴方向的位移,为评价梗死心肌节段运动异常提供了一种简便、有效的新方法。