【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于力学振动环境实验，尤其涉及一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统。
技术介绍
1、振动环境实验是一种用于研究物体在振动环境中的行为和响应的实验方法。在现实世界中，许多物体都会受到振动环境的影响，例如工业机械、建筑结构、交通工具等。了解物体在振动环境下的响应特性对于设计更安全、更可靠的结构和设备至关重要。
2、非平稳随机振动环境是指在振动过程中振动参数(如振动频率、振幅、波形等)随时间变化的情况。与平稳振动环境相比，非平稳随机振动环境更贴近真实世界中许多振动场景，如地震、风载荷、交通工况等。在非平稳随机振动环境中，振动参数的变化可以是周期性的、随机的或是由外部激励引起的。这种变化可以导致振动信号的频谱、幅值和相位等特性在时间上发生变化，使得振动环境更加复杂和多变，同时也加大了非平稳振动合成的难度。
3、非平稳振动环境产生的疲劳损伤可达同等条件下平稳激励的8-10倍，在疲劳加速试验中具有巨大的应用潜力。非平稳随机振动的功率谱与峭度对结构的疲劳损伤有着重要影响，与功率谱相比，非平稳激励的峭度可以指数级增大结构的疲劳失效，是非平稳随机振动环境控制的核心指标。
4、幅值调制法是合成非平稳激励的主要方法，采用随机数调制窗函数的幅值，并进一步将多种不同幅值的窗函数错位叠加，构成包络曲线。当前的幅值调制多采用weibull分布与beta分布的随机数，采用上述方法合成的非平稳信号的峭度仅能在有限的区间内调节，并不能用来合成航空航天等领域中载荷剧烈跌宕引起的高峭度非平稳信号。此外，真实非平稳激励
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统。
2、第一方面，本专利技术提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法，包括：
3、s1，获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据；
4、s2，将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度；
5、s3，根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号；
6、s4，采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列；
7、s5，根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；
8、s6，根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号；
9、s7，获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；
10、s8，根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；
11、s9，根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数；
12、s10，重复执行s4至s9的操作，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。
13、进一步地，所述根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号，包括：
14、根据以下公式计算平稳随机振动信号的频谱x：
15、
16、其中，sr为待合成随机振动信号的目标功率谱；e为自然常数；j表示虚数单位；平稳随机振动信号的频谱相位σ服从[-π,π]区间的均匀分布；π为圆周率；
17、将平稳随机振动信号的频谱进行傅里叶逆变换，得到平稳随机振动信号。
18、进一步地，所述采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列，包括：
19、构建脉冲序列δa的表达式：
20、
21、其中，ai为随机序列a中第i个元素；随机序列a服从参数为θ和的伽马分布；k为常数；t为时间；t为非平稳随机振动信号的跌宕周期；l为非平稳随机振动信号的跌宕间隔；δ(·)为狄拉克函数。
22、进一步地，所述根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线，包括：
23、构建非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线z的表达式：
24、z＝δa*w+b；
25、w＝0.5-0.5cos(2πt/t)；
26、其中，δa为脉冲序列；w为汉宁窗；*表示卷积运算；b为包络曲线z的直流量；π为圆周率；t为非平稳随机振动信号的跌宕周期。
27、进一步地，所述根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号，包括：
28、构建非平稳随机振动信号y的表达式：
29、y＝z·x；
30、其中，z为非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；x为平稳随机振动信号。
31、进一步地，所述根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度，包括：
32、根据以下公式计算目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度：
33、
34、其中，kn+1为第n+1个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；kr为待合成随机振动信号的目标峭度；kt为非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；kn为第n个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度。
35、进一步地，所述根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数，包括：
36、根据以下公式计算gamma分布中的参数：
37、kn+1＝c/d；
38、
39、d＝θ[a2(θ+1)+2a3bkθ+(1+a1)b2k2θ]2；
40、其中，c和d分别为两个中间变量；a1为非平稳随机振动信号的跌宕间隔t与跌宕周期l的比值；a2为汉宁窗的均方值，a3为汉宁窗的均值，a4为汉宁窗的四阶原点矩表征，a5为汉宁窗的三阶原点矩表征，b为包络曲线z的直流量；k为常数。
41、第二方面，本专利技术提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制系统，包括：
42、第一获取模块，用于获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据；
43、第一确定模块，用于将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度；
44、第一信号生成模块，用于根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号；
45、序列生成模块，用于采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列；
46、第二确定模块，用于根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；
47、第二信号生成模块，用于根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号，包括：
3.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列，包括：
4.根据权利要求3所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线，包括：
5.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号，包括：
6.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度，包括：
7.根据权利要求4所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调
8.一种非平稳随机振动环境的峭度控制系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号，包括：
3.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列，包括：
4.根据权利要求3所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线，包括：
5.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号，包括：
6.根据权利要求1所述的非平稳随机振...
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