基于支持向量机的多点振动响应频域预测的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验装置；一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验数据生成方法；一种利用该实验装置和实验数据，在不相关多源未知载荷联合激励下，根据系统已知测点的振动响应预测未知测点振动响应的方法。该振动响应预测方法根据历史实验数据直接利用支持向量机训练出响应数据之间的关系，而不需要已知或辨识系统的传递函数、载荷大小甚至载荷位置。本发明专利技术主要针对不相关多源未知载荷联合激励工况环境下，利用已知测点的振动响应对未知结点的振动响应进行预测。本发明专利技术可以解决线性系统和非线性系统的响应预测；本发明专利技术可以解决一个未知结点和多个未知结点的振动响应预测情况。

Multi frequency vibration response frequency domain prediction device and method based on support vector machine

The present invention relates to a multi point vibration frequency prediction experiment device a load under the condition of unknown; experimental data in frequency domain prediction method to generate a response to multi-point vibration load under the condition of unknown; a use of the experimental apparatus and experimental data, and not related to motivation in the joint multi-source unknown payload, according to the forecast method of unknown measuring point the vibration response of the vibration system of known points. The vibration response prediction method based on historical experimental data directly using response data between SVM training, without the need for the transfer function, the load even known or load location identification system. The present invention aims at predicting the vibration response of an unknown node by using the vibration response of a known measuring point under the conditions of uncorrelated multi-source unknown loads and combined excitation conditions. The invention can solve the response prediction of linear system and nonlinear system, and can solve the prediction of the vibration response of an unknown node and a plurality of unknown nodes.

【技术实现步骤摘要】
基于支持向量机的多点振动响应频域预测的装置及方法
本专利技术涉及一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验装置、一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验数据生成方法、以及利用该实验装置和实验数据在不相关多源未知载荷联合激励下基于支持向量机根据系统已知测点的振动响应预测未知测点的振动响应的方法。
技术介绍
随着工业与控制技术的发展与进步，航空航天、船舶、大型机械、桥梁等领域的工程结构发展越来越复杂化、大型化、智能化。在机械设计、航海航天工程中振动是不得不考虑的设计因素，尤其是在设计与使用中振动响应过大造成的机械损伤、桥梁坍塌、航海航天事故更是屡见不鲜。但有些工况下结构的某些结点振动响应不能直接测量，这使得对结点振动的控制与减振设计成为机械设计的困难。若利用系统的动力学模型和所受载荷来求解不能直接测量结点的振动响应，将会遇到以下困难：首先建立大型设备的模型将会非常困难，很难求取其传递函数；其次，在很多情况下，结构的载荷工况也是不能直接测量的，如导弹在空中飞行、海洋平台等大型建筑物受风浪及交通激励作用等情况下，很难对作用于结构的外载荷进行直接测量或计算，甚至有时因载荷作用点不可到达，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验装置，其特征在于，包括：时不变的系统、多个能产生不相关平稳随机激励的激励源和布置在系统上记录系统振动的多个响应传感器，激励每次加载的位置和方向均固定不变，所述多个响应传感器分布在系统的各个地方，能反映系统的主要振动。

【技术特征摘要】
1.一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验装置，其特征在于，包括：时不变的系统、多个能产生不相关平稳随机激励的激励源和布置在系统上记录系统振动的多个响应传感器，激励每次加载的位置和方向均固定不变，所述多个响应传感器分布在系统的各个地方，能反映系统的主要振动。2.根据权利要求1所述的载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验装置，其特征在于，所述实验装置采用的振动结构为中心固支的均质圆盘，该振动结构作为时不变系统；采用两个不相关激励源，一个为振动台激励，另一个为PCB力锤锤击激励，即以振动台激励和力锤激励作为系统的两个不相关源激励，且激振台的激励点和锤击的激励点的位置和方向均固定不变；所述中心固支的均质圆盘上布置有多个振动传感器测量圆盘的振动，能反映该圆盘的主要振动，将所述多个振动传感器中的若干个作为已知结点的传感器，若干个作为未知结点的传感器以用于多个响应点的振动响应预测。3.一种载荷未知条件下多点振动响应频域预测的实验数据生成方法，其特征在于，包括：利用多个激励源联合产生多组不相关平稳随机激励，而且量级逐渐增大，从而实现了一种不相关多源载荷联合施加实验环境，通过布置在系统上的多个响应传感器测得m个不相关载荷联合激励下测点振动响应大小并计算其功率谱其中，j为测点编号，j＝1,2,…,n，n表示所有响应测点的个数；q表示多次不相关多源载荷联合施加实验的次数，q＝1,2,…,p，p表示多个不相关多源载荷联合施加实验的总次数；ω表示频率；将响应测点分为已知响应测点和未知响应测点；根据实际工作情况下的历史不同工况分组，总共为p组；工况环境t，用于不相关多源未知载荷联合激励工况环境下利用已知测点的振动响应对未知测点的振动响应进行预测，并将预测结果与n2个未知测点的振动响应进行对比，以评价基于支持向量机的多点振动响应预测方法的好坏；其中，n＝n1+n2表示所有响应测点的个数，j＝1,2,…,n1为已知测点的编号，j＝n1+1,…,n1+h…,n1+n2为未知测点的编号。4.一种基于支持向量机的多点振动响应频域预测方法，包括：在不考虑系统的传递函数和载荷输入情况下根据n1个已知测点的响应对系统n2个未知结点的振动响应进行预测；该方法以n个振动传感器测得的历史系统振动为样本，以n1个已知测点的响应为输入，以n2个未知结点的振动响应为输出，建立多输入多输出支持向量机回归模型，再利用支持向量机模型预测真实工况下n2个未知结点的振动响应；具体步骤如下：步骤A1，建立历史实验数据和真实工况样本数据：以历史振动数据作为样本，假设实验模拟的历史工况总共为p组，真实工况的预测记为t组的振动预测；步骤A2，求解多输入多输出支持向量机模型：针对历史样本数据，以n1个已知测点的响应为输入，以n2个未知结点的振动响应为输出，应用多输入多输出支持向量机方法对两者之间的内在关系进行建模，寻求两者之间定量的函数关系，建立相应的预测模型；决定支持向量机性能的参数包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，詹威，张忆文，赖雄鸣，何霆，陈叶旺，洪欣，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35