[发明专利]一种基于小波重构的天平动态特性补偿方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于小波重构的天平动态特性补偿方法及装置，该方法包括：安装模型、天平和支杆，获取固有频率；在模型的轴向、法向和侧向三个方向分别安装单向加速度计；在无风条件下模拟冲击过程，获取天平和单向加速度计输出的测力信号，分别计算三个方向上的动态特性补偿系数；进行风洞测力试验，冲击模型并获取天平和单向加速度计输出的测力数据；在三个方向上分别对天平和单向加速度计输出的测力数据进行小波分解，以固有频率为滤波截止频率进行高频滤波，并根据对应的动态特性补偿系数对天平输出的测力数据进行动态特性补偿；计算风洞测力试验的气动力。本发明能够对天平信号进行动态特性补偿，提高测力数据的可靠性，且通用性强。

技术领域

本发明涉及风洞测力试验技术领域，尤其涉及一种基于小波重构的天平动态特性补偿方法及装置。

背景技术

用于测量应变力的天平，例如六分量天平、杆式天平、环式天平、盒式天平等，是风洞测力试验中的重要设备。进行风洞试验时，天平装在模型内部，当模型受到冲击后，天平会随之产生振动，经过一段时间后才能恢复至稳定状态，而在此过程中，天平测力数据将受到振荡的干扰，严重影响试验测试数据精度。

因此，针对以上不足，需要提供一种能够修正风洞测力试验中冲击引起模型振荡对于天平测力的影响的技术方案。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有技术中未考虑冲击引起模型振荡对测量造成影响，导致天平测力结果可靠性低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于小波重构的天平动态特性补偿方法，包括如下步骤：

S1、安装模型、天平和支杆，获取所述模型、天平和支杆整体的固有频率；

S2、在所述模型的轴向、法向和侧向三个方向分别安装单向加速度计，所述单向加速度计的频响大于固有频率；

S3、在无风条件下，模拟风洞测力试验中所述模型受到的冲击过程，获取所述天平和各所述单向加速度计输出的测力信号，分别计算三个方向上的动态特性补偿系数；

S4、进行风洞测力试验，冲击所述模型，并获取所述天平和各所述单向加速度计输出的测力数据；

S5、在三个方向上分别对所述天平和所述单向加速度计输出的测力数据进行小波分解，以固有频率为滤波截止频率进行高频滤波，并根据对应的动态特性补偿系数对所述天平输出的测力数据进行动态特性补偿，得到补偿后的天平信号；

S6、根据补偿后的天平信号及气动力公式，计算风洞测力试验的气动力。

优选地，所述步骤S3中，分别计算三个方向上的动态特性补偿系数时，对每一个方向，采用如下公式进行计算：

其中，δ_ty表示天平的动态特性补偿系数，N表示参与计算的测力信号总点数，i∈[1,N]，D_i表示天平输出的测力信号第i点电压值，Y_i表示单向加速度计输出的测力信号第i点电压值。

优选地，所述步骤S4中，获取所述天平和各所述单向加速度计输出的测力数据时，分别记录三个方向上所述天平和所述单向加速度计输出的原始数据，并确定原始数据中的有效数据段和零点数据，对有效数据段扣除零点数据，其中零点数据取自所述模型受到冲击后稳定衰减振荡的零点状态。

优选地，所述步骤S5中，在三个方向上分别对所述天平和所述单向加速度计输出的测力数据进行小波分解时，均采用db10小波基进行分解。

优选地，所述步骤S5中，采用db10小波基进行分解时，分解5～10次。