[发明专利]一种用于机械装备结构的模态参数自动识别方法

摘要

本发明公开了一种用于机械装备结构的模态参数自动识别方法，该方法包括如下步骤将整个频域区间按照区间宽度分割成宽度相同的频率小区间，统计固有频率落在各频率小区间内的极点总数；将极点总数小于阀值的频率小区间内的极点作为计算极点而剔除，剩余的极点作为物理极点而保留；然后，利用最小方差准则，从上述步骤中剩下的极点中自动识别各阶模态参数。该识别方法可有效区分计算极点与结构物理极点，自动识别结构的模态参数，获得机械结构在工作状态下的动力学特性参数，有效减少模态分析中的人工参与，为机械结构的在线检测、损伤识别等提供了有利的方式。

主权项

一种用于机械装备结构的模态参数自动识别方法，其特征在于，其基于极点分布准则和最小方差进行识别，并包括如下步骤：(1)对作为识别对象的机械装备结构设定模态识别的阶数并施加激励，相应获得反映各阶模态的振动响应功率谱；该功率谱中具有多个极点，并且各个极点分别对应于一组用于表征机械装备结构动力学特征的模态参数，即固有频率ω、阻尼比ξ和模态阵型ψ；(2)将整个振动响应功率谱的频域区间划分为宽度相同的多个频率小区间，并统计分别落在各小区间内的固有频率ω的极点总数；(3)取所述模态识别的阶数的1/3至1/2作为极点剔除阈值，然后分别对各个所述小区间执行以下处理：当极点总数小于所述极点剔除阈值时，将该小区间内的所有极点予以剔除；而当极点总数大于等于所述极点剔除阈值时，将该小区间内的所有极点予以保留；以此方式，使得剩余的极点均为剔除计算极点后的物理极点；(4)分别计算各个频率小区间内剩下的极点对应的模态参数ωi、ξi和ψi的集合ωj、ξj和ψj的均值和方差，然后执行以下处理：(4.1)判断集合ωj、ξj和ψj的方差是否均小于等于各自均值的15％，若是，直接进入步骤(5)；若否，分别计算各模态参数ωi、ξi和ψi与各自集合的均值的差值Δ(ωi)、Δ(ξi)和Δ(ψi)，找到与均值的差值最大的值ωk、ξk和ψk并剔除，其中0<k<i，然后形成新的均值和方差；(4.2)重复执行步骤(4.1)，直至集合ωj、ξj和ψj的方差均小于等于各自均值的15％，进入步骤(5)；(5)以处理后的集合ωj、ξj和ψj的均值作为模态j的模态参数，由此完成自动识别过程。