一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法，具体包括：获取线性时时变结构在采样时间内的振动位移响应信号；依据“时间冻结”理论，将振动位移响应信号进行划分分解成有限个窗长为L的位移响应信号；根据每个窗口下的振动位移响应信号建立NPE求解工作模态参数的模型，获得该瞬时时刻的工作模态参数；拟合各个窗口的工作模态参数，得到线性时变结构的工作模态参数；采用模态置信参数评价模态振型识别的准确性，采用误差率评价固有频率的准确性。本发明专利技术提出的方法将流形学习中的NPE结合滑动窗技术应用于时变结构的工作模态参数识别，有效的识别线性时变结构的工作模态参数。模态参数。模态参数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法


[0001]本专利技术涉及模态参数领域，特别是指一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法。

技术介绍

[0002]模态是结构本身具有的振动特性，通过实验模态分析方法识别每阶模态的参数(如模态固有频率、振型、阻尼比等)，我们可了解结构的动力学特性，进而做结构的损伤识别、设备的故障检测等。然而，对于许多大型复杂结构，可以利用的激励方式只有工作状态下的环境激励，导致无法对激励输入进行测量。不同于传统的实验模态分析(EMA)，工作模态分析(OMA)可以仅从测得的振动响应信号中识别出模态参数。近些年，OMA是机械振动研究领域的热点，并得到了广泛的应用。
[0003]现实中多数工程结构都具有时变特性，结构的物理特性(质量、刚度、阻尼等)会随时间的变化而发生变化，因此，结构的模态参数也随着时间而发生变化。例如，列车过桥，发射卫星，旋转机械等都体现出结构的时变特性。结构的振动响应信号通常不能够一次性全部获得，而是通过随着时间变化而慢慢采样得到，因此需要根据结构的时变特性提出时变结构工作模态参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法，其特征在于，包括如下步骤：获取线性时时变结构在采样时间内的振动位移响应信号n表示的是传感器的个数，T表示采样时间；依据“时间冻结”理论，根据设置的滑动窗窗长L、传感器的个数n以及采样时间T，将振动位移响应信号进行划分分解成有限个窗长为L的振动位移响应信号根据每个窗口下的振动位移响应信号建立NPE求解工作模态参数的模型，获得该瞬时时刻的工作模态参数；拟合各个窗口的工作模态参数，得到线性时变结构的工作模态参数，所述工作模态参数包括模态振型参数和固有频率参数；采用模态置信参数评价模态振型识别的准确性，采用误差率评价固有频率的准确性。2.根据权利要求1所述的一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法，其特征在于，所述线性时变振动结构系统的运动方程为：其中，和分别表示随时间变化的质量矩阵，阻尼矩阵和刚度矩阵；表示外载荷的激励向量，和分别表示加速度响应信号，速度响应信号和位移响应信号。3.根据权利要求1所述的一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法，其特征在于，所述有限个瞬时时不变结构系统的运动方程集合为：其中，S'(t)表示为当t＝τ时刻的时不变结构，S'表示一组由M个线性时不变结构所组成的时变结构集合。4.根据权利要求1所述的一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法，其特征在于，所述将振动位移响应信号进行划分分解成有限个窗长为L的位移响应信号具体包括：在模态坐标下，线性时变结构的振动位移响应信号表示一组瞬时时不变结构的位移响应信号集合，每个瞬时位移响信号做如下分解：
其中，表示在第i个窗内，由结构的n阶模态的振型向量所构成的模态振型矩阵，是由结构的n阶模态响应所组成的模态响应矩阵。5.根据权利要求1所述的一种基于滑动窗NPE的线性时变结构工作模态识别方法，其特征在于，所述根据每个窗口下的位移响应信号建立NPE求解工作模态参数的模型，获得模态振型参数和固有频率参数，具体包括：构建含有L个节点的邻接图G：通过K近邻算法获得节点的K个近邻点，并建立分别从...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，符伟华，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：