[發明專利]一種基于小波重構的天平動態特性補償方法及裝置

有效

• 申請號: 202010546766.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111649908B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 張峻賓;艾迪;邱懷;劉施然;孫鵬;林敬周;許曉斌;鄒瓊芬
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G06F17/14
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

本發明涉及一種基于小波重構的天平動態特性補償方法及裝置，該方法包括：安裝模型、天平和支桿，獲取固有頻率；在模型的軸向、法向和側向三個方向分別安裝單向加速度計；在無風條件下模擬沖擊過程，獲取天平和單向加速度計輸出的測力信號，分別計算三個方向上的動態特性補償系數；進行風洞測力試驗，沖擊模型并獲取天平和單向加速度計輸出的測力數據；在三個方向上分別對天平和單向加速度計輸出的測力數據進行小波分解，以固有頻率為濾波截止頻率進行高頻濾波，并根據對應的動態特性補償系數對天平輸出的測力數據進行動態特性補償；計算風洞測力試驗的氣動力。本發明能夠對天平信號進行動態特性補償，提高測力數據的可靠性，且通用性強。

技術領域

本發明涉及風洞測力試驗技術領域，尤其涉及一種基于小波重構的天平動態特性補償方法及裝置。

背景技術

用于測量應變力的天平，例如六分量天平、桿式天平、環式天平、盒式天平等，是風洞測力試驗中的重要設備。進行風洞試驗時，天平裝在模型內部，當模型受到沖擊后，天平會隨之產生振動，經過一段時間后才能恢復至穩定狀態，而在此過程中，天平測力數據將受到振蕩的干擾，嚴重影響試驗測試數據精度。

因此，針對以上不足，需要提供一種能夠修正風洞測力試驗中沖擊引起模型振蕩對于天平測力的影響的技術方案。

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解決現有技術中未考慮沖擊引起模型振蕩對測量造成影響，導致天平測力結果可靠性低的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于小波重構的天平動態特性補償方法，包括如下步驟：

S1、安裝模型、天平和支桿，獲取所述模型、天平和支桿整體的固有頻率；

S2、在所述模型的軸向、法向和側向三個方向分別安裝單向加速度計，所述單向加速度計的頻響大于固有頻率；

S3、在無風條件下，模擬風洞測力試驗中所述模型受到的沖擊過程，獲取所述天平和各所述單向加速度計輸出的測力信號，分別計算三個方向上的動態特性補償系數；

S4、進行風洞測力試驗，沖擊所述模型，并獲取所述天平和各所述單向加速度計輸出的測力數據；

S5、在三個方向上分別對所述天平和所述單向加速度計輸出的測力數據進行小波分解，以固有頻率為濾波截止頻率進行高頻濾波，并根據對應的動態特性補償系數對所述天平輸出的測力數據進行動態特性補償，得到補償后的天平信號；

S6、根據補償后的天平信號及氣動力公式，計算風洞測力試驗的氣動力。

優選地，所述步驟S3中，分別計算三個方向上的動態特性補償系數時，對每一個方向，采用如下公式進行計算：

其中，δ_ty表示天平的動態特性補償系數，N表示參與計算的測力信號總點數，i∈[1,N]，D_i表示天平輸出的測力信號第i點電壓值，Y_i表示單向加速度計輸出的測力信號第i點電壓值。

優選地，所述步驟S4中，獲取所述天平和各所述單向加速度計輸出的測力數據時，分別記錄三個方向上所述天平和所述單向加速度計輸出的原始數據，并確定原始數據中的有效數據段和零點數據，對有效數據段扣除零點數據，其中零點數據取自所述模型受到沖擊后穩定衰減振蕩的零點狀態。

優選地，所述步驟S5中，在三個方向上分別對所述天平和所述單向加速度計輸出的測力數據進行小波分解時，均采用db10小波基進行分解。

優選地，所述步驟S5中，采用db10小波基進行分解時，分解5～10次。