一種智能型園林用護(hù)欄的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及護(hù)欄設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種智能型園林用護(hù)欄。
【背景技術(shù)】
[0002] 在園林內(nèi)，為了防止種植花卉或樹(shù)木的區(qū)域被游人踏入，受到游人的破壞，常常在 花卉和樹(shù)木周圍設(shè)置有護(hù)欄，護(hù)欄外設(shè)有水泥砌成的坎。在沿?；蛘叨囡L(fēng)地區(qū)，設(shè)置于高樓 樓頂上的護(hù)欄經(jīng)常受到風(fēng)的影響。風(fēng)振時(shí)域分析可以更全面地了解護(hù)欄的風(fēng)振響應(yīng)特性， 更直觀地反應(yīng)護(hù)欄的風(fēng)致振動(dòng)控制的有效性。在對(duì)護(hù)欄進(jìn)行風(fēng)振時(shí)域分析時(shí)，需要對(duì)護(hù)欄 的風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可以快速模擬自身風(fēng)速時(shí)程的智能型園林用護(hù) 欄。
[0004] 本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種智能型園林用護(hù)欄，包括由橫欄和豎欄組成的護(hù)欄本體和安裝在護(hù)欄本體的 風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0006] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊，沿護(hù)欄高度方向?qū)⒆o(hù)欄劃分多個(gè)間隔相同的測(cè)試層，圍繞 護(hù)欄形心選擇兩個(gè)對(duì)角的位置同時(shí)安裝所述數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測(cè)試層的正中位置處作為 一個(gè)風(fēng)速時(shí)程的模擬點(diǎn)，且在每個(gè)測(cè)試層的正中位置處布設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器；
[0007] (2)平均風(fēng)速計(jì)算模塊，其利用風(fēng)速儀監(jiān)測(cè)出每測(cè)試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎向 風(fēng)速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0008]
[0009] 每測(cè)試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：
[0010]
[0011] 其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，P為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮海現(xiàn)為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，PwatS當(dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn) b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0012] (3)各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊，包括生成所述各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程 的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的模擬時(shí)，引入溫度修正系f
，其 中Το為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到的平均溫度值，則
[0013] Τ 2 To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0014]
[0015] T〈To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0016]
[0017] 其中，λ為根據(jù)護(hù)欄結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取的頻率 截取上限值；
[0018] (4)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊，包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對(duì)相同位置 處的平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程；
[0019] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊，包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放大 器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0020] 其中，所述頻率截取上限值的范圍為3hZ~5hZ。
[0021] 其中，所述標(biāo)準(zhǔn)溫度值的設(shè)定范圍為23°C~27°C。
[0022] 本發(fā)明的有益效果為：
[0023] 1、在由橫欄和豎欄組成的護(hù)欄本體上安裝了風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，便于護(hù)欄風(fēng) 速時(shí)程特征的及時(shí)獲?。?br>[0024] 2、采用風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時(shí)程模擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和采 集，取代了傳統(tǒng)技術(shù)人工激勵(lì)和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實(shí)用便捷；
[0025] 3、所述模擬裝置基于諧波疊加法的基礎(chǔ)上，對(duì)平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速的計(jì)算公式進(jìn) 行優(yōu)化，減少了計(jì)算的工作量，提高了護(hù)欄的風(fēng)速時(shí)程模擬的效率；
[0026] 4、在計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程時(shí)引入溫度修 正系數(shù)K，使得護(hù)欄的風(fēng)速時(shí)程模擬更加精確。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限 制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得 其它的附圖。
[0028] 圖1是本發(fā)明的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置各模塊的連接示意圖。
[0029] 附圖標(biāo)記：
[0030] 結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊1、平均風(fēng)速計(jì)算模塊2、各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊3、 風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊4、風(fēng)速模擬顯示模塊5。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0032] 實(shí)施例一
[0033] 參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的護(hù)欄包括由橫欄和豎欄組成的護(hù)欄本體和安裝在護(hù)欄本體 的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0034] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊1，其包括風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，沿護(hù)欄高度 方向?qū)⒆o(hù)欄劃分多個(gè)間隔相同的測(cè)試層，圍繞護(hù)欄形心選擇兩個(gè)對(duì)角的位置同時(shí)安裝所述 數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測(cè)試層的正中位置處作為一個(gè)風(fēng)速時(shí)程的模擬點(diǎn)，且在每個(gè)測(cè)試層的 正中位置處布設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器；
[0035] (2)平均風(fēng)速計(jì)算模塊2,其利用風(fēng)速儀監(jiān)測(cè)出每測(cè)試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎 向風(fēng)速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0036]
[0037] 每測(cè)試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：
[00381
[0039] 其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，F(xiàn)為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮?，f為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，?dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn)b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0040] (3)各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊3,包括生成所述各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程 的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的模擬時(shí)，引入溫度修正系f
，其 中Το為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到的平均溫度值，則 [0041 ] Τ 2 To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0042]
[0043] T〈Tn時(shí)，所沭脈動(dòng)風(fēng)諫功率譜的優(yōu)化公式為：
[0044]
[0045] 其中，λ為根據(jù)護(hù)欄結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取的頻率 截取上限值；
[0046] (4)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊4,包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對(duì)相同位 置處的平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程；
[0047] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊5,包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放 大器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0048] 本實(shí)施例的園林用護(hù)欄采用風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時(shí)程模 擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和采集，取代了傳統(tǒng)技術(shù)人工激勵(lì)和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實(shí)用便 捷;在計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程時(shí)引入溫度修正系數(shù)K， 使得園林用護(hù)欄的風(fēng)速時(shí)程模擬更加精確，其中設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度To為27°C，設(shè)定截取頻率上 限值為5hZ，最后得到的各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程的模擬精度提高到96.5%;基于諧波疊加法的 基礎(chǔ)上，對(duì)平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速的計(jì)算公式進(jìn)行優(yōu)化，減少了計(jì)算的工作量，可以快速地模 擬識(shí)別風(fēng)速時(shí)程，模擬識(shí)別效率相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)提高了2.5%。
[0049] 實(shí)施例二
[0050] 參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的護(hù)欄包括由橫欄和豎欄組成的護(hù)欄本體和安裝在護(hù)欄本體 的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0051] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊1，其包括風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，沿護(hù)欄高度 方向?qū)⒆o(hù)欄劃分多個(gè)間隔相同的測(cè)試層，圍繞護(hù)欄形心選擇兩個(gè)對(duì)角的位置同時(shí)安裝所述 數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測(cè)試層的正中位置處作為一個(gè)風(fēng)速時(shí)程的模擬點(diǎn)，且在每個(gè)測(cè)試層的 正中位置處布設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器；
[0052] (2)平均風(fēng)速計(jì)算模塊2,其利用風(fēng)速儀監(jiān)測(cè)出每測(cè)試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎 向風(fēng)速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0053]
[0054]每測(cè)試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：
[0055]
[0056] 其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，F(xiàn)為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮?，f為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，PwatS當(dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn) b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0057] (3)各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊3，包括生成所述各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程 的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的模擬時(shí)，引入溫度修正系1
|其 中Το為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到的平均溫度值，則
[0058] Τ 2 To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0059]
[0060] T〈TQ時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0061]
[0062]其中，λ為根據(jù)護(hù)欄結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取的頻率 截取上限值；
[0063] (4)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊4,包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對(duì)相同位 置處的平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程；
[0064] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊5,包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放 大器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0065] 本實(shí)施例的園林用護(hù)欄采用風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時(shí)程模 擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和采集，取代了傳統(tǒng)技術(shù)人工激勵(lì)和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實(shí)用便 捷;在計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程時(shí)引入溫度修正系數(shù)K， 使得園林用護(hù)欄的風(fēng)速時(shí)程模擬更加精確，其中設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度To為27°C，設(shè)定截取頻率上 限值為3hZ，最后得到的各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程的模擬精度提高到95.7%;基于諧波疊加法的 基礎(chǔ)上，對(duì)平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速的計(jì)算公式進(jìn)行優(yōu)化，減少了計(jì)算的工作量，可以快速地模 擬識(shí)別風(fēng)速時(shí)程，模擬識(shí)別效率相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)提高了 4%。
[0066] 實(shí)施例三
[0067] 參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的護(hù)欄包括由橫欄和豎欄組成的護(hù)欄本體和安裝在護(hù)欄本體 的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0068] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測(cè)模塊1，其包括風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，沿護(hù)欄高度 方向?qū)⒆o(hù)欄劃分多個(gè)間隔相同的測(cè)試層，圍繞護(hù)欄形心選擇兩個(gè)對(duì)角的位置同時(shí)安裝所述 數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測(cè)試層的正中位置處作為一個(gè)風(fēng)速時(shí)程的模擬點(diǎn)，且在每個(gè)測(cè)試層的 正中位置處布設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器；
[0069] (2)平均風(fēng)速計(jì)算模塊2,其利用風(fēng)速儀監(jiān)測(cè)出每測(cè)試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎 向風(fēng)速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0070]
[0071]每測(cè)試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：
[0072] *·..，