[发明专利]一种实验模态频率的丢失辨识及预估方法

摘要

本发明涉及一种实验模态频率的丢失辨识及预估方法，属于机械振动技术领域。本发明的目的是提供一种实验模态频率的丢失辨识及预估方法，依据计算模态频率与实验模态频率具有强的正相关性，将实验模态频率与相应的计算模态频率进行相关性分析，进而辨识实验模态频率丢失的阶数，同时预估相应丢失的实验模态频率。该方法克服了多点激励多点拾取中设备成本高，调试效率低的问题，也克服了计算模态振型与实验模态振型振型相关性分析中的计算量大，计算时间长，辨识效率低的问题。

主权项

1.一种实验模态频率的丢失辨识及预估方法，其特征在于：包括如下具体步骤：步骤1在有限元软件中，导入加载对象的有限元模型；步骤2在有限元软件中，设置有限元模型的杨氏模量E_y；步骤3在有限元软件中，计算对象的各阶模态频率w_1y，w_2y…，w_py，…w_zy，其中z为通过有限元软件计算出对象的模态频率最大阶数；步骤4通过实验平台，测出对象的各阶模态频率w_1c，w_2c…，w_ic，…w_nc，其中n为通过实验平台测出对象的模态频率最大阶数，且n≤z；步骤5辨识丢失的实验模态频率阶数5.1计算k，其中k＝w_1c/w_1y；5.2令w₁＝w_1c，w_j为对象的各阶模态频率，j为对象各阶模态频率的下标号，w_ic为测出对象的各阶模态频率，i为测出对象各阶模态频率的下标号，w_py为计算对象的各阶模态频率，p为计算对象各阶模态频率的下标号，其中j，i，p均为整数，2≤j，2≤i≤n，2≤p≤z，令j＝2，i＝2，p＝2；5.3计算m，Δm，b，Δb，其中，5.4判断Δm，Δb的大小关系若Δm≤Δb，则未丢失该阶实验模态频率，即w_j＝w_ic，判断i是否等于n，若i≠n，则i加1，j加1，p加1，否则输出对象的各阶模态频率w_j，其中n为通过实验平台测出对象的模态频率最大阶数，同时舍弃剩余未使用的计算对象的各阶模态频率；若Δm>Δb，则为丢失该阶实验模态频率，即w_j＝0，判断i是否等于n，若i≠n，则j加1，p加1，否则输出对象的各阶模态频率w_j，其中n为通过实验平台测出对象的模态频率最大阶数，同时舍弃剩余未使用的计算对象的各阶模态频率；5.5重复步骤5.3‑5.4；步骤6预估丢失的实验模态频率6.1依据输出的w_j＝0，读取丢失的相应实验模态频率w_t，w_t+1，w_t+2……w_t+r以及相邻的实验模态频率w_t‑1，w_t+r+1，其中，t，t+1，t+2……t+r为丢失的实验模态频率的下标，t‑1，t+r+1为相邻的实验模态频率的下标；6.2对丢失的实验模态频率进行赋值，即w_t＝uw_(t)y，w_t+1＝uw_(t+1)y，w_t+2＝uw_(t+2)y……w_t+r＝uw_(t+r)y，其中u为待求系数，等式右端的t，t+1，t+2……t+r为相应的计算对象各阶模态频率的下标；6.3构造关于待求系数u的函数f(u)，即并求解f(u)最小值时的u；6.4将所求的系数u代入到步骤6.2中的等式中，即可预估丢失的实验模态频率w_t，w_t+1，w_t+2……w_t+r。