[發明專利]一種基于功率譜傳遞比和支持向量機的模態自動識別方法

有效

• 申請號: 202110055708.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112926384B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 陳志為;劉奎銘;阮旭芝
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;王婷婷

1.一種基于功率譜傳遞比和支持向量機的模態自動識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立傳遞比函數與傳遞比矩陣；

計算PSDT有理函數的峰值曲線坡度；

基于支持向量機的系統極點自動識別；

求解模態參數構造穩定圖；

計算模態相似性系數；

基于支持向量機的穩定軸自動識別；

基于支持向量機的穩定軸自動識別，具體包括：

若固有頻率的相似性系數小于某個閾值，將其作為真實的系統極點之一：

η_f≤ξ_f,

其中：ξ_f表示固有頻率的相似性系數，由SVM分類器確定；

阻尼比的穩定性從滿足頻率穩定性要求的極點來判斷，阻尼比的相似性系數小于某閾值，歸類為真實的系統極點

η_d≤ξ_d,

其中：ξ_d表示阻尼比的相似性系數，由SVM分類器確定；

選擇SVM分類器來自動確定固有頻率和阻尼比的相似性系數的閾值，從基準模型中識別出的固有頻率和阻尼比的相似性系數被選作訓練數據以生成SVM分類器；將符合物理模式要求的相似性系數對應的極點定義為物理穩定點；否則，定義為偽極點，訓練后的模型用于測試結構并自動區分物理穩定點和偽極點，從而實現穩定軸的自動識別。

2.根據權利要求1所述的一種基于功率譜傳遞比和支持向量機的模態自動識別方法，其特征在于，所述建立傳遞比函數與傳遞比矩陣，具體包括：

對于多自由度的系統，在頻域內建立輸入激勵與輸出響應功率譜密度之間的關系如下：

S_yy(s)＝H(s)G_uu(s)H^*(s)

其中：S_yy(s)表示結構響應的功率譜密度矩陣，G_uu(s)是功率譜密度矩陣的輸入，H(s)表示頻響函數矩陣，H^*(s)表示H(s)的復共軛轉置矩陣；

當s接近第r階系統極點λ_r，推導得單參考點PSDT函數的收斂解：

其中：表示輸出y_i(t)和y_j(t)在同一傳遞比輸出y_q(t)的傳遞比，S_iq(s)表示輸出y_i(t)和y_q(t)的功率譜密度矩陣，H_ik(s)表示輸出y_i(t)和輸入u_k之間的頻響函數矩陣，k＝1,2,…,N_r，N_r表示系統輸入的數量，G_kn(s)表示作用于自由度k和n處的功率譜密度矩陣，n＝1,2,…,N_r，Φ_ir與Φ_jr表示自由度i和j相對應的振型分量；

在相同振動條件下兩個具有不同傳遞比輸出的PSDT函數相減滿足：

其中：λ_r表示第r階系統極點，表示傳遞比函數和的差值；

系統的極點即為PSDT差值函數零值所對應的點；合并不同測量自由度的PSDT差值函數，從而得到PSDT有理函數ΔT^(-1)如下：

其中：N_o表示系統輸出的數量；

基于功率譜傳遞比的概念及其在系統極點處的特性，通過聯合不同參考點對應的功率譜傳遞比共同構成PSDT矩陣。