[發(fā)明專利]用于多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210216085.1
• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114577425A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱學(xué)旺;范慶輝;王東升;劉青林;牛寶良;寧佐貴;程家軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G06F17/16
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 王大剛

本發(fā)明公開了用于多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)識別方法，涉及振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域，包括S1、獲取振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的輸入信號和振動(dòng)試驗(yàn)點(diǎn)的輸出信號；S2、功率譜密度估計(jì)獲得輸入譜矩陣；S3、判斷每個(gè)頻率的輸入譜矩陣的奇異性，若輸入普矩陣為非奇異矩陣，則進(jìn)入S5，若輸入普矩陣為奇異矩陣，則進(jìn)入S4；S4、修正奇異矩陣，直到成為非奇異矩陣，并進(jìn)入S5；S5、輸出傳遞函數(shù)矩陣識別結(jié)果；通過對輸入譜矩陣進(jìn)行修正，可以確保傳遞函數(shù)矩陣識別過程不會因?yàn)檩斎胱V矩陣的奇異性而中斷，從而實(shí)現(xiàn)MIMO控制中傳遞函數(shù)識別的實(shí)時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)識別方法。

背景技術(shù)

在裝備振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，多激振器試驗(yàn)方法是一種新的環(huán)境效應(yīng)考核手段，可應(yīng)用于多軸振動(dòng)環(huán)境模擬或多振動(dòng)臺并推振動(dòng)試驗(yàn)加載。這種試驗(yàn)方法建立在多點(diǎn)激勵(lì)控制方法的基礎(chǔ)上，如MIMO控制方法，首先通過實(shí)測輸入譜(激勵(lì)驅(qū)動(dòng)電壓信號)矩陣和輸出譜(響應(yīng)加速度信號)矩陣，識別系統(tǒng)傳遞函數(shù)，然后實(shí)現(xiàn)輸入譜矩陣的均衡，以滿足響應(yīng)加速度逼近譜矩陣的目的。

MIMO控制算法中，傳遞函數(shù)矩陣的識別需要對輸入譜矩陣進(jìn)行求逆運(yùn)算，而矩陣求逆要求滿足非奇異條件。工程應(yīng)用中，輸入譜矩陣出現(xiàn)奇異的工況難以避免，例如測量誤差會導(dǎo)致信號的獨(dú)立性差繼而導(dǎo)致輸入譜矩陣奇異、并推試驗(yàn)的同步性要求使得激勵(lì)間互為相干信號等。應(yīng)用MIMO控制方法時(shí)，當(dāng)遇到求逆無法實(shí)現(xiàn)的工況，常規(guī)的處理辦法是借用低量級試驗(yàn)的傳遞函數(shù)矩陣識別結(jié)果，而不進(jìn)行傳遞函數(shù)實(shí)時(shí)更新。無法實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)的實(shí)時(shí)更新，對多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)的控制帶來了固有風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題設(shè)計(jì)了一種用于多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)識別方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

用于多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)識別方法，包括：

S1、獲取振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的輸入信號和振動(dòng)試驗(yàn)點(diǎn)的輸出信號；

S2、功率譜密度估計(jì)獲得輸入譜矩陣；

S3、判斷每個(gè)頻率的輸入譜矩陣的奇異性，若輸入普矩陣為非奇異矩陣，則進(jìn)入S5，若輸入普矩陣為奇異矩陣，則進(jìn)入S4；

S4、修正奇異矩陣，直到成為非奇異矩陣，并進(jìn)入S5；

S5、輸出傳遞函數(shù)矩陣識別結(jié)果。

本發(fā)明的有益效果在于：通過對輸入譜矩陣進(jìn)行修正，可以確保傳遞函數(shù)矩陣識別過程不會因?yàn)檩斎胱V矩陣的奇異性而中斷，從而實(shí)現(xiàn)MIMO控制中傳遞函數(shù)識別的實(shí)時(shí)性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于多輸入多輸出振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)識別方法的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。