[發明專利]復合信號的電動振動臺復現方法及振動復現系統

有效

• 申請號: 201710446281.7
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107449577B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 楊志勃;王亞楠;劉金鑫;陳雪峰;謝明軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安鐵路信號有限責任公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 張波濤;管瑩

1.一種包含沖擊信號和隨機振動信號的復合信號的電動振動臺復現方法，所述方法包括以下步驟：

第一步驟(S1)中：選擇一組包含沖擊信號和隨機振動信號的復合信號作為復現的目標信號Q(t)，其中，Q(t)＝S(t)+C(t)，其中S(t)為目標信號中的隨機成分，C(t)為目標信號中的沖擊成分；

第二步驟(S2)中：通過離散小波變換將目標信號Q(t)中的隨機成分S(t)和沖擊成分C(t)分離；

第三步驟(S3)中：通過頻域功率譜復現隨機成分S(t)且結合電動振動臺頻響函數以得到驅動信號的隨機分量，其中，通過頻域功率譜估計得到隨機成分S(t)的功率譜，所述功率譜結合電動振動臺的頻響函數以得到驅動功率譜G_dd，所述驅動功率譜G_dd作為驅動信號的隨機分量，其中，S(f)為隨機成分S(t)的頻譜；H(f)為電動振動臺的頻響函數；G_dd為驅動功率譜；

第四步驟(S4)中：通過時域波形再現沖擊成分C(t)且結合電動振動臺頻響函數以得到驅動信號的沖擊分量；

第五步驟(S5)中：將所述驅動信號的隨機分量和驅動信號的沖擊分量疊加以作為電動振動臺的驅動信號，輸入了所述驅動信號的電動振動臺輸出復合響應信號，所述復合響應信號經由離散小波變換分離隨機成分和沖擊成分；

第六步驟(S6)中：將所述復合響應信號的沖擊成分和隨機成分與所述目標信號的隨機成分和沖擊成分分別進行對比得出誤差，判斷誤差是否滿足精度要求，其中，所述復合響應信號的沖擊成分與所述目標信號的沖擊成分進行對比得出沖擊誤差，對所述沖擊誤差信號進行傅里葉變換，得到頻域沖擊誤差信號，結合電動振動臺的頻響函數得到頻域沖擊誤差修正信號，ΔX(f)＝[H(f)^-1][ΔC(f)]，其中，ΔX(f)為頻域沖擊誤差修正信號；H(f)為電動振動臺的頻響函數；ΔC(f)為頻域誤差信號；

第七步驟(S7)中：如果誤差尚未滿足精度要求，電動振動臺基于誤差得到誤差修正信號并補償到原驅動信號上，得到新的驅動信號；

第八步驟(S8)中：重復步驟S5-S7，分別進行時域波形再現和頻域功率譜復現的迭代，直到輸出目標信號Q(t)或所述誤差滿足精度要求。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第二步驟(S2)中：離散小波變換中，選擇Daubechies8小波為小波基函數，小波分解層數為9層，對目標信號Q(t)進行9層小波分解；然后進行高頻小波閾值的量化，從第1層到第9層每層選擇一個閾值進行閾值量化處理；根據小波分解的第9層的低頻小波系數和經過量化處理后的第1層到第9層的高頻小波系數進行小波的信號重構得到沖擊成分C(t)，目標信號Q(t)去除沖擊成分C(t)得到隨機成分S(t)。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第四步驟(S4)中：將沖擊成分C(t)傅里葉變換，根據電動振動臺的頻響函數計算頻域初始驅動信號，

X(f)＝[H(f)^-1][C_a(f)]

其中，X(f)為頻域初始驅動信號；H(f)為電動振動臺的頻響函數；C_a(f)為沖擊成分C(t)的頻域沖擊信號，將計算得到的頻域初始信號X(f)逆傅里葉變換得到驅動信號的沖擊分量。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第三步驟(S3)中：驅動功率譜G_dd的驅動幅值譜X(k)通過公式獲得，其中，N為采樣點數；f_s為采樣頻率；G(k)為功率譜；X(k)為驅動幅值譜，驅動信號頻譜D(k)作為驅動信號的隨機分量，D(k)＝|X(k)|exp{Φ(k)}，其中，Φ(k)為隨機相位譜。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，第三步驟(S3)中：對驅動信號頻譜D(k)進行加窗重疊的時域隨機化，對長度為N點的偽隨機序列x(n)進行隨機抽頭，依次重排后組成一系列的序列；用半正弦窗對重排后的序列進行加窗；將兩個重排加窗后的序列相錯1/2個周期進行疊加，最后生成用兩個相鄰的偽隨機序列疊加而成的隨機信號。