[发明专利]一种机械结构冲击载荷识别的稀疏解卷积方法

摘要

本发明涉及一种机械结构冲击载荷识别的稀疏解卷积方法，用于解决冲击载荷识别反问题的病态特性。该方法包括以下步骤：1)采用锤击法测量机械结构冲击载荷作用点与机械结构响应测点间的频响函数，通过快速傅里叶逆变换得到单位脉冲响应函数，进而离散化获得传递矩阵；2)采用加速度传感器测量由机械结构冲击载荷产生的加速度信号；3)构造基于L1范数的冲击载荷识别的稀疏解卷积凸优化模型；4)利用原对偶内点法求解稀疏解卷积优化模型，获得稀疏解卷积解，即待识别的冲击载荷。本发明适用于识别作用在机械结构的冲击载荷，与传统基于L2范数的Tikhonov正则化方法相比，具有识别精度高、计算效率高和稳定性强的优点。

主权项

1.一种机械结构冲击载荷识别的稀疏解卷积方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100、测量机械结构冲击载荷作用点与机械结构响应测点间的频响函数并计算传递矩阵；S200、对机械结构施加冲击载荷并测量冲击响应；S300、基于步骤S100和S200构造基于L1范数的冲击载荷识别的稀疏解卷积凸优化模型，稀疏解卷积凸优化模型为：其中，||·||2表示向量的L2范数，||·||1表示向量的L1范数，f表示冲击载荷稀疏解卷积解，λ表示正则化参数，H为传递矩阵，y为冲击载荷响应矢量；S400、求解稀疏解卷积凸优化模型，利用原对偶内点法(PDIPM)获得待识别冲击载荷的稀疏解卷积解，并具体包括以下步骤：S401、结合稀疏解卷积凸优化模型构造对偶间隙函数和中心路径目标函数，并初始化；S402、计算中心路径目标函数的搜索方向；S403、计算中心路径函数的迭代步长；S404、更新中心路径函数中的障碍参数；S405、基于步骤S401‑404迭代更新当前解；S406、设定PDIPM迭代终止准则，若当前解满足迭代终止准则，则终止迭代过程，所述当前解即为冲击载荷f的稀疏解卷积解；否则，迭代过程返回步骤S401继续迭代计算，直到满足PDIPM迭代终止准则。