[发明专利]一种基于自回归模型与光纤感知的弹性频率在线辨识方法

权利要求书

1.一种基于自回归模型与光纤感知的弹性频率在线辨识方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)将带有光栅的光纤传感器粘贴在火箭箭体表面，光纤传感器的光纤末端连接光纤解调仪；

(2)控制光纤解调仪发出光信号，通过分析反射光的数据得到反射光的波长；

(3)当箭体飞行过程中产生弹性振动时，使用光纤解调仪对箭体上光纤传感器发送的光栅波长变化数据进行采集；

(4)根据波长数据和光栅固有特性，计算出应变数据，利用自回归模型对应变数据进行功率谱分析，辨识出箭体各阶弹性模态频率及对应的阻尼比。

2.根据权利要求1所述的一种基于自回归模型与光纤感知的弹性频率在线辨识方法，其特征在于，步骤(4)的具体步骤为：

(4.1)根据应变数据建立p阶自回归模型；

(4.2)利用Burg法计算自回归模型参数；

(4.3)求自回归模型分母多项式的伴随矩阵A；

(4.4)将伴随矩阵A进行拟上三角化，得到拟上三角矩阵，使用双步位移QR法求拟上三角矩阵A^(n-1)的特征值z＝Ae^jC，

其中，A＝e^σT为幅值，C＝ωT为相角；j表示复数的虚部，σ为连续域的实部，ω为连续域的虚部，T为离散采样时间；

(4.5)计算箭体各阶弹性频率为阻尼比为

3.根据权利要求2所述的一种基于自回归模型与光纤感知的弹性频率在线辨识方法，其特征在于，步骤(4.1)中，

p阶z域自回归模型

其中，a₁～a_p为实常数，是自回归模型分母多项式中各阶系数；z表示离散系统，p为正整数。

4.根据权利要求3所述的一种基于自回归模型与光纤感知的弹性频率在线辨识方法，其特征在于，步骤(4.2)中，Burg法是使前向预测误差和后向预测误差均方误差之和最小来求取反射系数k_m的方法：

计算m阶预测误差的递推公式如下：

其中，为第n个m阶前向预测误差，为第n个m-1阶前向预测误差；k_m为反射系数；为第n个m阶后向预测误差，为第n-1个m-1阶后向预测误差；为前向预测误差初值；为后向预测误差初值；x(n)为应变数据值离散采样序列；

对于平稳随机过程，求取反射系数的公式如下：

n、N均为正整数；

自回归模型参数按照如下Levinson关系式确定：

a_m(i)＝a_m-1(i)+k_ma_m-1(m-i)，i＝1，2，…，m-1。

5.根据权利要求4所述的一种基于自回归模型与光纤感知的弹性频率在线辨识方法，其特征在于，步骤(4.3)中，伴随矩阵A的首行为多项式除最高阶系数以外的各阶系数依次除以最高阶系数并取相反数，即A_1i＝-a_i，i＝1，2，…，p，伴随矩阵的左下角置为单位阵。