[發明專利]一種用于多軸振動與沖擊復合環境試驗的信號分離方法

有效

• 申請號: 201810060648.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108399417B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 鄒學利
• 申請（專利權）人: 航天科工防御技術研究試驗中心
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01M7/06;G01M7/08
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 王剛

1.一種用于多軸振動與沖擊復合環境試驗的信號分離方法，所述復合環境試驗用于分別沿著試驗件的軸向、第一徑向對所述試驗件進行振動試驗，并且沿著所述試驗件的第二徑向對所述試驗件進行沖擊試驗，所述軸向、第一徑向和第二徑向相互正交，所述方法包括如下步驟：

接收所述試驗件的振動響應信號和沖擊響應信號；

分別對所述振動響應信號和沖擊響應信號進行抗混濾波處理：

分別對所述振動響應信號和沖擊響應信號進行模數轉換處理；

分別對所述振動響應信號和沖擊響應信號進行數字低通濾波處理，以分別從所述沖擊響應信號中去除與所述振動響應信號相干的振動分量，從而得到經過數字低通濾波處理的沖擊響應信號，所述數字低通濾波處理的上限頻率是根據經過模數轉換處理的沖擊響應信號的上限頻率設定的；

判斷所述試驗件的一階固有頻率是否大于經過數字低通濾波處理的所述沖擊響應信號的頻率上限；

如果所述一階固有頻率大于所述頻率上限，則輸出經過所述數字低通濾波處理的沖擊響應信號作為分離信號；

如果所述一階固有頻率小于所述頻率上限，則對經過所述數字低通濾波處理的沖擊響應信號進行信號分離處理以得到分離信號；

其中，所述振動試驗包括沿著所述第一徑向分別在所述試驗件的第一和第二振動控制點處、以及沿著軸向在所述試驗件的第三振動控制點處進行振動試驗，所述沖擊試驗包括沿著所述第二徑向分別在所述試驗件的第一和第二沖擊控制點處進行沖擊試驗，所述振動響應信號包括分別采集于所述第一～第三振動控制點的第一～第三振動響應信號x₁、x₂、x₃，所述沖擊響應信號包括分別采集于所述第一和第二沖擊控制點的第一、第二沖擊響應信號x₄、x₅，所述分離信號包括第一分離信號x_4·3！和第二分離信號x_5·3！，其中，第一分離信號x_4·3！表示從x₄中去除了與x₁、x₂、x₃相干的振動分量后的信號，第二分離信號x_5·3！表示從x₅中去除了與x₁、x₂、x₃相干的振動分量后的信號，

所述信號分離處理進一步包括如下步驟：

設置循環次數；

設置譜線數；

分別計算x₁、x₂、x₃、x₄、x₅的頻譜、自譜和互譜；

將所述頻譜、自譜和互譜代入迭代公式(1)進行求解；

通過所述求解求出條件頻譜x'_4·3！和x'_5·3！；

對條件頻譜x'_4·3！和x'_5·3！分別進行頻域時域轉換以得到所述第一分離信號x_4·3！和第二分離信號x_5·3！；

輸出所述第一分離信號x_4·3！和第二分離信號x_5·3！，

所述迭代公式(1)為：

在公式(1)中，L_(i-1)j為x_{(i-1)·(i-2)！}到x_j的條件頻響，L_rj為x_r·(r-1)！到x_j的條件頻響，X_j·(i-1)！、X_j·(i-2)！和X_{(i-1)·(i-2)！}為條件頻譜，分別為x_j·(i-1)！、x_j·(i-2)！和x_{(i-1)·(i-2)！}的傅里葉變換，S_{(i-1)j·(i-2)！}、S_ij·r！、S_ij·(r-1)！、S_ir·(r-1)！為條件互功率譜密度，可按公式(2)計算：

公式(2)中，T為分析數據的長度；為X_j·(i-2)！的共軛；X_i·r！和X_j·r！分別為x_i·r！和x_j·r！的傅里葉變換，為X_j·r！的共軛；X_i·(r-1)！和X_j·(r-1)！分別為x_i·(r-1)！和x_j·(r-1)！的傅里葉變換，是X_j·(r-1)！的共軛；X_r·(r-1)！為x_r·(r-1)！的傅里葉變換，是X_r·(r-1)！的共軛，S_{(i-1)(i-1)·(i-2)！}為條件自功率譜密度，可按公式(3)計算：

其中，x_i·r！表示從x_i中去除了與x₁～x_r相干的振動分量的信號，依此類推。