[发明专利]一种振荡信号模态参数的识别方法

权利要求书

1.一种振荡信号模态参数的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取系统的原始信号，通过经验模态分解方法对原始信号进行处理，获取新信号；

S2：用随机子空间识别法对S1获取的新信号进行处理，获取系统的频率和阻尼比；

S3：采用Prony方法对S1获取的新信号进行处理，获取系统的频率、振幅和相角；

S4：基于频率相同法则对S2中获取的系统的频率和阻尼比、S3中获取的系统的频率、振幅和相角进行模态参数配对，获取模态参数；

S5：输出完成模态参数配对后的频率、振幅、阻尼比和相角；

所述的步骤S4具体包括：

S41：获取S2求得的频率Fs的维度ni与S3求得的频率Fp的维度mi；

S42：判断第一迭代次数NI是否小于等于ni，若是，则进入步骤S43，否则进入步骤S5；

S43：提取Fs_i，计算Fs_i与Fp_m的绝对误差ΔF、相对误差δ_F，并获取绝对误差ΔF的最小值ΔF_min；

S44：判断第二迭代次数JI是否小于等于最大迭代次数mi，若是，进入步骤S45，否则返回步骤S42；

S45：依次判断Fp_m是否满足配对条件，若满足配对条件，进入步骤S46，否则返回步骤S44进行下一次迭代，所述的配对条件为相对误差δ_F小于误差允许值MPE且该绝对误差ΔF为最小值ΔF_min；

S46：进行模态参数配对：

Fo_pd＝Fs_i,ξo_pd＝ξ_i,θo_pd＝θ_m,Ao_pd＝A_m，

其中，Fo、ξo、θo、Ao分别为将输出模态参数的频率、阻尼比、相位角和振幅，pd为成功配对的对数。

2.根据权利要求1所述的一种振荡信号模态参数的识别方法，其特征在于，所述的步骤S1具体包括：

S11：对系统的原始信号x(t)求导，提取x(t)的极值；

S12：拟合x(t)的上包络线和下包络线，并得到包络线的极大值e_max(t)和极小值e_mim(t)；

S13：计算上包络线和下包络线的包络线均值m(t)，将原始信号x(t)减去包络线均值m(t)，得到一个差值信号d(t)；

S14：判断d(t)是否满足本征模态函数条件，若是，将d(t)作为一个从x(t)分解出的一个本征模态函数IMF分量，进入步骤S15，否则，根据公式：x(t)＝d(t)更新原始信号，返回步骤S11；

S15：判断是否满足停止筛分条件，若是，得到原始信号的一组本征模态函数IMF与一个残差r，进入步骤S16，否则，根据公式：x(t)＝x(t)-d(t)更新原始信号，返回步骤S11；

S16：根据原始信号的一组本征模态函数IMF与一个残差r获取新信号c(t)。

3.根据权利要求2所述的一种振荡信号模态参数的识别方法，其特征在于，所述的步骤S16中获取新信号c(t)的公式为：