[发明专利]一种测量大噪声环境下振动结构频率响应函数的方法

权利要求书

1.一种测量大噪声环境下振动结构频率响应函数的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在欲测量的振动结构的最大波峰处刚性连接安装激振器，将若干个加速度传感器固定于振动结构其它波峰处的表面；所述的最大波峰处为振动结构在自由振动时振幅最大处；

步骤2：以cos线性扫频信号驱动激振器，加速度传感器采集结构振动的加速度响应信号，得到输出数据y₁(t)；所述的cos线性扫频信号数据为：x₁(t)＝Acos[(2π(f₀t+rt²/2)]，其中：A为幅值，f₀为扫频起始频率，r为调频率，t为时间；

步骤3：以sin线性扫频信号驱动激振器，加速度传感器采集结构振动的加速度响应信号，得到输出数据y₂(t)；所述的sin线性扫频信号数据为：x₂(t)＝Asin[(2π(f₀t+rt²/2)]；

步骤4：以cos线性扫频信号数据作为复数的实部，sin线性扫频信号数据作为复数的虚部，得到复数输入数据x(t)＝x₁(t)+jx₂(t)；然后对复数输入数据x(t)进行p阶分数阶傅立叶变换，得到复数输入数据x(t)的分数阶傅立叶谱其中，X_p(u)为复数输入数据的分数阶傅立叶谱，p为分数阶傅立叶变换的阶，K_p(t，u)分数阶傅立叶变换核；

步骤5：以输出数据y₁(t)作为复数的实部，输出数据y₂(t)作为复数的虚部，得到复数输出数据y(t)＝y₁(t)+jy₂(t)；然后对复数输出数据y(t)进行p阶分数阶傅立叶变换，得到复数输出数据y(t)的分数阶傅立叶谱

步骤6：采用窄带滤波器D(u)，在分数阶傅立叶域内对复数输出数据进行滤波，提取复数输出数据的主能量谱Y′_p(u)＝Y_p(u)D(u)；所述的窄带滤波器其中，阈值c＝max(|X_p(u)|)·0.5％，|·|表示对复数取模值；

步骤7：对提取的主能量谱Y′_p(u)进行-p阶的分数阶傅立叶变换，获得去噪后的复数输出数据：其中的实部为输出数据y₁(t)去噪后的结果，记为去噪后的输出数据y′₁(t)，即y′₁(t)＝real(y′(t))，式中real()表示取复数的实部；虚部为输出数据y₂(t)去噪后的结果，记为去噪后的输出数据y′₂(t)，即y′₂(t)＝imag(y′(t))，式中imag()表示取复数的虚部；

步骤8：采用H₁估计方法，利用两组去噪后的实验数据，估计振动结构的频率响应函数，得到两组频率响应函数估计值，和其中：分别为cos线性扫频信号数据x₁(t)，sin线性扫频信号数据x₂(t)的自功率谱密度矩阵，为去噪后的输出数据y′₁(t)与cos线性扫频信号数据x₁(t)的互功率谱密度矩阵，为去噪后的输出数据y′₂(t)与sin线性扫频信号数据x₂(t)的互功率谱密度矩阵；

步骤9：频率响应函数的测量值为两组频率响应函数估计值的平均值