[發(fā)明專利]基于傳遞函數(shù)的多點振動響應頻域預測的實驗裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710235714.4
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107256204B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 王成;詹威;張憶文;賴雄鳴;何霆;陳葉旺;洪欣
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F17/11;G01H1/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.不相關多源載荷聯(lián)合激勵歷史數(shù)據(jù)下基于多元一次線性回歸模型和最小二乘廣義逆的傳遞函數(shù)獲取方法，其特征在于，包括：

1)利用多個激勵源聯(lián)合產(chǎn)生多組不相關平穩(wěn)隨機激勵，而且量級逐漸增大，從而實現(xiàn)了一種不相關多源載荷聯(lián)合施加實驗環(huán)境，通過激勵傳感器分別測得載荷大小并計算其自功率譜通過布置在系統(tǒng)上的多個響應傳感器測得系統(tǒng)振動響應大小，同時記錄m個載荷同時作用時測點的響應并計算其功率譜其中，q表示m個不相關多源載荷聯(lián)合施加實驗的次數(shù)編號，q＝1,2,…,p，p表示多次不相關多源載荷聯(lián)合施加實驗的總次數(shù)；i表示不相關多激勵源的載荷點編號，i＝1,2,…,m，m為不相關多激勵載荷個數(shù)；j為測點編號，j＝1,2,…,n，n表示所有響應測點的個數(shù)；ω表示頻率；

2)各載荷點i對響應測點j的傳遞函數(shù)幅頻特性|H_j,i(ω)|滿足：

a)若不相關多源載荷聯(lián)合施加實驗的總次數(shù)p大于載荷輸入的個數(shù)m，即pm時，(4)式為一個超定方程，對應的解存在最小二乘廣義解；

b)若不相關多源載荷聯(lián)合施加實驗的總次數(shù)p等于輸入的個數(shù)m時，即p＝m，(4)式為一個正定問題，為一個方陣且可逆，則(4)式對應的解為：

為驗證該方法的正確性和最小二乘法可以消除測量噪聲和系統(tǒng)弱非線性的影響，(5)式或(6)式識別出的傳遞函數(shù)幅頻特性可與基準傳遞函數(shù)|H_j,i(ω)|²進行比較，以驗證其識別傳遞函數(shù)的正確性和精度；

c)若不相關多源載荷聯(lián)合施加實驗的總次數(shù)p小于輸入的個數(shù)m時，即pm，(4)式為一個欠定方程，對應的解不唯一。

2.根據(jù)權利要求1所述的不相關多源載荷聯(lián)合激勵歷史數(shù)據(jù)下基于多元一次線性回歸模型和最小二乘廣義逆的傳遞函數(shù)獲取方法，其特征在于，

所述傳遞函數(shù)獲取方法需要多次不相關多源載荷聯(lián)合施加實驗的總次數(shù)p大于等于載荷個數(shù)m。

3.一種基于載荷識別和傳遞函數(shù)的多點振動響應預測方法，其特征在于，基于如權利要求1至2中任意一項所述的傳遞函數(shù)獲取方法，包括：

將響應測點分為已知響應測點和未知響應測點；根據(jù)獲得的系統(tǒng)傳遞函數(shù)以及測得的系統(tǒng)工況環(huán)境t下的已知振動響應并計算其自功率譜對未知測點的振動響應進行預測并計算其自功率譜，并將預測結果與n₂個未知測點的振動響應自功率譜進行對比，以評價基于載荷識別和傳遞函數(shù)的振動響應預測的好壞；其中，j＝1,2,…,n₁為已知測點的編號，n₁為已知響應點個數(shù)，j＝n₁+1,…,n₁+h…,n₁+n₂為未知測點的編號，h為未知測點的測點序號，h＝1,2,…,n₂，n₂為未知響應點個數(shù)，n＝n₁+n₂表示所有響應測點的個數(shù)；ω表示頻率；

具體步驟如下：

1)求解所有m個載荷點到n₁個已知測點和n₂個未知測點的傳遞函數(shù)|H_j,i(ω)|的估計其中，i表示不相關多激勵源的載荷點編號，i＝1,2,…,m，m為不相關多激勵載荷個數(shù)；

2)利用工況環(huán)境t下的n₁個已知測點的振動響應自功率譜和所有m個載荷點到已知測點的傳遞函數(shù)識別工況環(huán)境t的m個不相關載荷源自功率譜本步驟中，j＝1,2,…,n₁；

由于：

得到：

識別的工況環(huán)境t的不相關多源載荷可與真實的載荷進行比較，以驗證其識別載荷的正確性和精度；

3)利用識別的工況環(huán)境t下的不相關多源載荷和m個載荷點到n₂個未知測點的傳遞函數(shù)的估計來預測n₂個未知測點的振動響應自功率譜本步驟中，j＝n₁+1,…,n₁+h,…,n₁+n₂，h＝1,2,…,n₂；

由于：

得到：

4.根據(jù)權利要求3所述的基于載荷識別和傳遞函數(shù)的多點振動響應預測方法，其特征在于，所述多點振動響應預測方法需要已知的振動響應數(shù)據(jù)個數(shù)大于等于工況環(huán)境t下不相關多源載荷個數(shù)，即n₁≥m。