[發明專利]擺沖試驗機譜形庫構建方法以及調試方法

有效

• 申請號: 201710086945.3
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106885674B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 李鵬;辛敏成;黨煒;張海濤;鄒田驥;劉凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間應用工程與技術中心
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08;G06F17/50
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

1.一種擺沖試驗機譜形庫構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，確定擺沖試驗機的沖擊譜形影響因素；其中，所述沖擊譜形影響因素包括主要影響因素和次要影響因素；所述主要影響因素包括：擺錘提升角度、波形發生器的剛度和緩沖墊類型；所述次要影響因素包括：夾具重量和裝夾螺釘數量；

步驟2，對于所述主要影響因素，采用多因子完全析因試驗安排各因素的組合，即：

確定n1個擺錘提升角度；波形發生器的剛度由橡膠的硬度和厚度決定，選n2種橡膠硬度，選n3種橡膠厚度，一共n2*n3個波形發生器剛度水平；緩沖墊選n4種類型；其中，n1、n2、n3和n4均為自然數；

進行沖擊試驗，包括：(1)固定一種波形發生器剛度，設定一個擺錘提升角度，依次使所有的緩沖墊類型與之搭配進行試驗；(2)繼續保持波形發生器剛度，改變擺錘提升角度，再與所有緩沖墊類型搭配進行試驗；(3)改變波形發生器剛度，與所有擺錘提升角度、緩沖墊類型搭配進行試驗，以此類推，直到完成所有主要影響因素組合的試驗；

步驟3，對于所述次要影響因素，采用控制變量法進行沖擊試驗，即：選取形狀、材質、螺孔布局均相同但質量不同的兩個夾具進行相同條件沖擊試驗；接著，對安裝有不同固定螺釘數量的同一塊夾具進行相同條件沖擊試驗；

步驟4，對于步驟2和步驟3所進行的每次沖擊試驗，通過數據采集系統采集到沖擊響應譜試驗的實測數據(xi，yi)，其中，x為頻率、y為沖擊量級i＝1,2…N；N為實測數據的數量；采用下述方法進行曲線擬合，得到最優擬合曲線，從而確定擬合參數a、b、c的值；

步驟4.1：確定曲線擬合的基礎方案，即：

采用最小二乘準則對實測數據按沖擊譜試驗規范進行曲線擬合，擬合函數設為其中，函數上升段f₁(x)＝ax+b由(x₁,y₁)，……，(x_j,y_j)擬合；函數平直段f₂(x)＝c由(x_j+1,y_j+1)，……，(x_n,y_n)擬合；j＝2,3,……,N-2；a和b分別是擬合函數f₁(x)的斜率參數和常數項參數；c為擬合函數f₂(x)的常數項參數；

擬合函數f(x)誤差平方和SSE計算公式為：

步驟4.2：令j＝2；SSEmin＝SSE(j＝2)；SSEmin代表擬合函數f(x)誤差平方和的最小值；

SSE(j＝2)通過以下方法計算：函數上升段f₁(x)＝ax+b由(x₁,y₁)，(x₂,y₂)擬合；函數平直段f₂(x)＝c由(x₃,y₃)，……，(x_N,y_N)擬合；

采用下式計算得到擬合函數f(x)誤差平方和SSE(j)：

步驟4.3：判斷是否滿足j<N-1，如果否，執行步驟4.7；如果是，執行步驟4.4；

步驟4.4，計算SSE(j)：

函數上升段f₁(x)＝ax+b由(x₁,y₁)，……，(x_j,y_j)擬合；函數平直段f₂(x)＝c由(x_j+1,y_j+1)，……，(x_N,y_N)擬合；j＝3,……,N-2；

采用下式計算得到擬合函數f(x)誤差平方和SSE(j)：

步驟4.5：判斷是否滿足SSE(j)<SSEmin，如果是，令SSEmin＝SSE(j)，然后執行步驟4.6；如果否，直接執行步驟4.6；

步驟4.6，令j＝j+1；然后轉到步驟4.3；

步驟4.7，輸出SSE_min及對應的abc；

步驟4.8，結束流程；

步驟5，令標準譜沖擊量級G＝c、拐點頻率f1＝(c-b)/a、斜率S＝a，由此得到標準譜形的沖擊量級、拐點頻率和斜率；因此，對于每一個沖擊試驗，均擬合出對應的標準譜形；每個標準譜形對應一套擺沖試驗機沖擊譜形影響因素的組合；

步驟6，歸納匯總標準譜形，得到標準譜形調試數據庫；所述標準譜形調試數據庫存儲多個標準譜形，每個所述標準譜形均綁定對應的擺沖試驗機沖擊譜形影響因素，包括：序號、擺錘提升角度、波形發生器的剛度、緩沖墊類型、沖擊量級、拐點頻率、斜率、夾具重量、裝夾螺釘數量以及生成時間。