一种基于时变阻尼机械机构振动预测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于时变阻尼机械机构振动预测方法，属于机械振动领域。本发明专利技术通过小波变换理论建立以阻尼系数为变量的阻尼模型，通过仿真分析能够准确的预测系统模型运动过程中的变化规律，并能够得到对应时刻的阻尼模型以及动力学参数。解决的常规方法无法准确获取阻尼参数随时间变化的规律，为动力学运动情况的分析和预测提供一种理论方法。

A vibration prediction method based on time-varying damping mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种基于时变阻尼机械机构振动预测方法
本专利技术涉及一种基于时变阻尼机械机构振动预测方法，属于机械振动领域。
技术介绍
在机械工程、航空航天领域中，机械结构系统正面向复杂化以及精密化方向发展。工程结构在运行时，间隙、温度、载荷等因素对工程机械结构会产生不同程度的影响，导致结构的振动特性随着时间和工况等的变化而变化。在运行状态下，准确预测机械系统的振动特性以及响应估计成为目前急需解决的技术难点。通过构建时变系统准确预测系统随时间而变化的动态特性以及动态响应在机械结构的研制开发起着至关重要的作用。传统的以时不变系统的方法预测时变系统机构的振动特性并不适用。因此众多学者都对时变系统进行了大量的研究和分析，最常见的方法是将机械系统的输入和输出信号独立地分离成一个一个的小段，并假设每一段内系统是不变的，以此转化为传统的时不变系统进行分析，进而来解决时变系统问题，在机械工程和航空航天领域中，目前通过传统的转化的方法解决该问题，由于缺乏实际的物理理论基础和指导，导致无法准确预测机械系统的振动特性。
技术实现思路
>本专利技术的目的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于小波变换的时变阻尼动力学模型建立方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一、基于小波变换和小波脊获取时变阻尼/n根据空间机械臂的设计参数，确定机械结构的系统质量矩阵[M]和刚度矩阵[K]。并选定测量点确定输出响应。对所得的输出信号经过MATLAB软件进行小波变换，根据小波变换求解机械系统输出响应的瞬时幅值A(t)：所述的输出信号包括速度、加速度和位移信号；/n建立小波脊和信号频率瞬时幅值之间的关系，当幅值的变化率远小于信号相位的变化率时，信号x

【技术特征摘要】
1.基于小波变换的时变阻尼动力学模型建立方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、基于小波变换和小波脊获取时变阻尼
根据空间机械臂的设计参数，确定机械结构的系统质量矩阵[M]和刚度矩阵[K]。并选定测量点确定输出响应。对所得的输出信号经过MATLAB软件进行小波变换，根据小波变换求解机械系统输出响应的瞬时幅值A(t)：所述的输出信号包括速度、加速度和位移信号；
建立小波脊和信号频率瞬时幅值之间的关系，当幅值的变化率远小于信号相位的变化率时，信号xa(t)表达形式写成如下形式：
xa(t)＝x(t)+jH[x(t)](1)
其中：
x(t)：原信号。
j：复数形式
H[x(t)]：原信号的希尔伯特变换。
为了确定小波系数与瞬时频率、瞬时幅值的关系，对于解析信号采用MATLAB进行小波变换获得小波系数W(a，t)。
由于Morlet小波的形状与动力学系统的振动响应较为接近，进行模态参数辨识时选其作为小波基函数能更好的体现振动信号的特征。
当已知小波的中心频率ω0，小波变换参数得到小波参数a满足对应t时刻的小波参数a(t)：



响应x(t)的连续小波变换幅值主要集中在小波脊上，小波脊上的幅值称为骨架，利用骨架以及小波系数W(a(t)，t)可以获的瞬时幅值A(t)，



响应的瞬时频率ω0(t)可以由下式获得：



其中：
ω0---小波的中心频率
ar(t)---小波脊。
步骤二、根据瞬时幅值和瞬时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云贺，张发平，王武宏，李伊，武锴，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11