[发明专利]分布动载荷识别方法、电子设备及存储介质

说明书

本公开提供一种分布动载荷识别方法，其包括：S10、对分布动载荷的空间变量小波分解；S20、将分布载荷转化为节点载荷；S30、利用未知激励下的卡尔曼滤波方法估计结构加速度响应和估计结构应变响应，或者，利用未知激励下的拓展卡尔曼滤波方法识别未知力及结构状态；S40、获得最优小波系数及最优时间函数；以及S50、利用最优小波系数及最优时间函数获得分布动载荷识别值。本公开还提供一种电子设备及存储介质。

技术领域

本公开涉及一种分布动载荷识别方法、电子设备及存储介质，属于振动抑制技术领域。

背景技术

动载荷引起的振动问题越来越受到工程界的重视，例如土木工程结构设计中振动控制在建筑抗震研究中的地位、机械工程中汽车振动对变速箱传动控制的作用、卫星等航天器所受到的动态载荷信息对其结构设计的影响等，因此，获取精确的动态载荷在土木工程、机械工程、航天工程等领域研究与实践中具有重要的意义。确定动载荷的方法分为直接测量和间接测量两类，然而，对诸如土木工程中海洋平台的波浪载荷、建筑结构风载荷等动载荷，很难直接准确测量。正因如此，开发出间接方法来识别结构动载荷至关重要。

间接法识别动载荷包括间接识别集中动载荷与间接识别分布动载荷。对于集中动载荷，经典且较为全面的方法主要有：频域识别法、时域识别法和时频域识别法等。而分布动载荷识别问题，是一个已知空间和时间上的部分、离散响应信息，来推知整体、连续的载荷信息的扩张映射过程，载荷的空间分布函数随时间而变化且载荷的时间历程也因作用位置而不同。正因如此，分布动载荷识别的难度远大于集中动态载荷。

目前，在动载荷的识别方法中，秦远田建立了空间维度与时间维度上的二维小波-伽辽金方法来识别一维梁结构的分布动载荷。此方法将分布动载荷与振动响应均采用Daubechies小波展开，将时域的运动方程转换至小波域求解，求解连接系数后再采用小波逆变换重构激励。但是此方法抗噪性较差，应用于实际工程还有一定距离。杨帆基于小波级数分解法也对一维梁的分布动载荷识别进行了研究，采用时空域的二维小波基对分布动载荷进行二维小波分解，引入模态坐标变换求解小波系数，再重构出分布动载荷，但模态方法的局限性与二维小波基的选择问题有待解决。此外，杨帆还采用正交小波级数拟合法来识别薄板结构的分布动载荷，将分布动载荷在正交小波基空间内级数分解，利用模态给出小波系数与测点响应信息的线性关系，从而计算出小波系数重构分布动载荷。但时空域均采用小波展开后，由于待识别系数个数较一维梁成平方增长，很难得到识别问题的较精确解，存在结果发散、精确度较低等问题。因此，如何在需要测量的结构响应数量少的条件下，能够同时、准确地识别出分布动载荷的空间模式及其在时域上的振幅，是一个亟需解决的问题。

中国发明专利CN201410178127.2，基于小波多分辨率分析的动载荷识别方法，但是该专利中所公开的方法仅对输入载荷进行小波分解，无法应用于分布动载荷的识别。

综上所述，现有识别分布动载荷技术存在模态正交多项式及阶数选择不合理、受边界条件限制、时空域均进行展开待识别系数多所需观测节点响应数量较多、使用模态需要结构参数已知等，可能无法得到较精确解等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种分布动载荷识别方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种分布动载荷识别方法，包括：

S10、对分布动载荷的空间变量小波分解；

S20、将分布载荷转化为节点载荷；

S30、利用未知激励下的卡尔曼滤波方法估计结构加速度响应和估计结构应变响应，或者，利用未知激励下的拓展卡尔曼滤波方法识别未知力及结构状态；

S40、获得最优小波系数及最优时间函数；以及

S50、利用最优小波系数及最优时间函数获得分布动载荷识别值。