[發(fā)明專利]基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的航天器隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110721144.6
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113639945A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪剛;龍新軍;胡迪科;吳松;趙玉震;歐陽涵;劉魯江;方賢亮;郭其威;張衛(wèi)東;張亮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解模塊、功率譜密度分析模塊、頻率累加合成模塊和振動試驗條件制定模塊；

經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解模塊用于對動力學(xué)環(huán)境下航天器的加速度時域信號a₁(t)進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解；

功率譜密度分析模塊用于將N階本征模態(tài)函數(shù)進(jìn)行功率譜密度分析，得到各本征模態(tài)函數(shù)對應(yīng)的功率譜密度函數(shù)；

頻率累加合成模塊用于將N階本征模態(tài)函數(shù)對應(yīng)的功率譜密度函數(shù)按照對應(yīng)頻率累加原則進(jìn)行合成，得到原始加速度時域信號a₁(t)所對應(yīng)的功率譜密度函數(shù)；

振動試驗條件制定模塊用于根據(jù)合成的功率譜密度函數(shù)制定隨機(jī)振動試驗條件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于：

功率譜密度分析模塊依次對每個不同尺度的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行處理，得到每個時間序列的功率譜密度函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于：

頻率累加合成模塊對每個時間序列的功率譜密度合成按照下式進(jìn)行：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于：

N的確定方法為：當(dāng)?shù)贜+1階本征模態(tài)函數(shù)對應(yīng)功率譜密度函數(shù)PSD_N+1在關(guān)心頻率下限f_min以上范圍內(nèi)總均方根不超過PSD_N+1在全頻段范圍內(nèi)總均方根的5％時，則進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解時保留N階本征模態(tài)函數(shù)。

5.基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計方法，其特征在于該方法的步驟包括：

步驟1，對動力學(xué)環(huán)境下航天器的加速度時域信號a₁(t)進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解，得到N階本征模態(tài)函數(shù)IMF_i，i＝1,2,…N，其中t為時間；

步驟2，將步驟1得到的N階本征模態(tài)函數(shù)IMF_i進(jìn)行功率譜密度分析，得到各階本征模態(tài)函數(shù)IMF_i對應(yīng)的功率譜密度函數(shù)PSD_i，i＝1,2,…N；

步驟3，將步驟2得到的將各階本征模態(tài)函數(shù)對應(yīng)的功率譜密度函數(shù)PSD_i按照對應(yīng)頻率累加原則進(jìn)行合成，得到原始加速度時域信號a₁(t)所對應(yīng)的功率譜密度函數(shù)PSD；

步驟4，根據(jù)步驟3合成的功率譜密度函數(shù)PSD制定隨機(jī)振動試驗條件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計方法，其特征在于：

所述步驟2中，依次對每個不同尺度的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行處理，得到每個時間序列的功率譜密度函數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計方法，其特征在于：

所述步驟3中，每個時間序列的功率譜密度合成按照下式進(jìn)行：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的隨機(jī)振動試驗條件設(shè)計方法，其特征在于：

N的確定方法為：當(dāng)?shù)贜+1階本征模態(tài)函數(shù)對應(yīng)功率譜密度函數(shù)PSD_N+1在關(guān)心頻率下限f_min以上范圍內(nèi)總均方根不超過PSD_N+1在全頻段范圍內(nèi)總均方根的5％時，則進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解時保留N階本征模態(tài)函數(shù)。