[發明專利]一種薄壁位置沖擊信號數據修正方法

有效

• 申請號: 202010310606.0
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111474384B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 衛煒;高鵬;劉曦;蔣曉磊;黃靜;武濤;欒前進;占偉
• 申請（專利權）人: 西安現代控制技術研究所
• 主分類號: G01P15/00
• 分類號: G01P15/00;G01L5/00;G06F17/14
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發明屬于沖擊信號數據修正技術領域，具體涉及一種導彈導引頭薄壁位置沖擊信號數據修正方法。在某些情況下加速度傳感器不得不安裝在薄壁件上，薄壁件的局部共振和傳感器的附加質量使測到的沖擊信號在某些頻點被放大，測得的沖擊信號并非作用到產品上的真實環境，本發明公開的方法適用于此類沖擊數據的修正。本發明主要提高了實測數據的準確性，減弱薄壁件局部模態引起的信號失真，避免根據實測沖擊數據制定的試驗條件量值偏大。本發明將薄壁件簡化為單自由度彈簧阻尼系統，計算系統的幅頻響應將其轉化為修正系數，通過修正系數還原實測沖擊信號的頻域幅值從而得到更準確的沖擊信號。

技術領域

本發明屬于沖擊信號數據修正技術領域，具體涉及一種薄壁位置沖擊信號數據修正方法。

背景技術

沖擊指一個結構受到的瞬態載荷，能激起瞬態擾動的力、位移、速度或加速度的突然變化，并且在很小的空間內釋放出相當大的能量。由于沖擊運動會給設備帶來損傷和破壞，因此需要研究設備所處的沖擊環境，并通過模擬環境檢查其耐沖擊能力。為獲取設備所處的沖擊環境，需要在設備上的一些關鍵位置安裝加速度傳感器，處理傳感器獲取到的信號得到設備典型的沖擊環境。如何使測到的沖擊環境更接近設備真實承受的沖擊環境顯得至關重要。

通常，傳感器應該選擇安裝在結構剛性最好的位置，以免因結構局部模態造成信號失真從而測到的沖擊環境不能很好的模擬設備真實經歷的沖擊環境。對于導彈來說，導引頭是導彈發現、識別與跟蹤目標的部件，是導彈的核心部件，關乎作戰任務的成敗，但同時也是導彈上抗沖擊能力較差的部件，因此導引頭位置的沖擊環境備受關注。由于導彈要求輕量化，通常其內部結構非常緊湊，有時為測量導引頭的沖擊，傳感器不得不安裝在一些薄壁件上。薄壁件屬于結構剛性很差的部位，沖擊信號在低頻的某一范圍內能量被遠遠放大，以該信號歸納的導引頭沖擊環境比其實際承受的沖擊環境更惡劣。用這種放大后的沖擊環境考核導引頭的耐沖擊能力往往造成導引頭的損壞，帶來巨大的經濟損失。

目前，國內外幾乎沒有對薄壁件上測得的沖擊信號進行修正的有效方法，對此類問題，更多的是采取另行選擇其他位置或者改變產品的結構的措施。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何提供一種因局部模態導致失真的沖擊信號修正方法，要求該方法能夠在不改變現有結構布局的條件下，使修正后的沖擊信號更接近設備真實承受的沖擊環境。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供一種導彈導引頭薄壁位置沖擊信號數據修正方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1：通過理論計算或者實測得到系統的幅頻響應特性系數；

其中，所述幅頻響應特性的理論計算過程如下：通過實測信號確定被測部位的固有頻率f_n和阻尼系數ξ；然后將被測部位的薄壁結構件當作單自由度彈簧阻尼系統，把固有頻率f_n和阻尼系數ξ代入公式(1)，可求得被測部位的幅頻響應特性系數，即沖擊信號在各個頻點的放大系數；

公式(1)中η為各個頻點的幅頻響應特性系數，λ＝f/f_n為各個頻點f與固有頻率f_n的頻率比；

步驟2：對傳感器測到的沖擊信號進行傅里葉變換，將沖擊信號的數據轉換為頻域數據；

由于實測得到的沖擊信號實際上是離散信號，因此采用離散傅里葉變換將其轉換為頻域數據；假設y＝{y₀,y₁,y₂,…,y_N-1}是沖擊信號經過等時間間隔取樣后的時間序列，其離散傅里葉變換的頻域數據形式為：

其中，i為復數的基本單位，k為時域數據變換到頻域數據后的點；