有理拟合最小二乘复频域模态参数识别研究及软件实现

发布时间：2017-05-30 09:03

  本文关键词：有理拟合最小二乘复频域模态参数识别研究及软件实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：振动信号分析广泛应用于机械、建筑等行业。为了改善长时间振动信号积分结果和模态参数识别效果,本文主要研究了信号时域积分分析以及最小二乘复频域模态参数识别方法。 首先,对比了信号时域趋势项去除的方法,针对长时间采集信号给出一种对信号进行分段的方法来去除趋势项,通过仿真算例,验证了分段去除趋势项的积分结果优于整体去除趋势项的积分结果。 其次,研究了最小二乘复频域模态参数识别法,指出了分别在实系数、复系数矩阵下频率映射范围的不同及其矩阵多项式阶次的关系。探讨了基于响应半功率和基于响应传递比两种在环境激励下的运行模态参数识别方法,指出其使用条件及识别特点。并将最小二乘复频域法引入两种识别算法中,通过仿真算例,验证了识别的有效性、正确性。 再次,针对有噪声干扰的振动信号,在经过简单的时域、频域预处理后,仍不能较好的进行模态参数识别的问题,将有理函数拟合的迭代思路引入最小二乘复频域法,推导了计算过程,通过仿真算例及实验,验证了该方法能够得到较好的稳态图,有助于筛选极点。 最后,以Matlab为开发平台,以DS-NET为采集前端,开发了振动信号分析系统。实现了时域分析、频域分析、模态参数识别的功能。进行了铝板模态分析实验和抱罐车驾驶室振动测试两个实例分析。
【关键词】：振动信号分析 时域积分 模态参数识别 有理函数拟合
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH113.1;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 振动加速度信号积分研究现状11
• 1.3 振动模态参数识别研究现状11-13
• 1.3.1 时域模态参数识别法12-13
• 1.3.2 频域模态参数识别法13
• 1.4 研究目标、方法及内容13-16
• 1.4.1 研究目标13-14
• 1.4.2 研究方法14
• 1.4.3 研究内容14-16
• 2 振动信号时域预处理与积分分析16-35
• 2.1 振动信号的预处理方法16-20
• 2.1.1 振动信号趋势项去除方法16-17
• 2.1.2 两种趋势项去除方法的算例对比17-19
• 2.1.3 数字滤波19-20
• 2.2 振动信号的时域指标20
• 2.3 振动加速度时域积分分析20-34
• 2.3.1 振动加速度信号积分基础20-21
• 2.3.2 分段去除趋势项的加速度数值积分21-29
• 2.3.3 分段积分中周期趋势项的去除研究29-32
• 2.3.4 加速度积分应用实例32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 有理拟合最小二乘复频域模态参数识别法35-68
• 3.1 试验模态参数识别35-44
• 3.1.1 模态分析基础35
• 3.1.2 最小二乘复频域法理论基础35-39
• 3.1.3 最小二乘复频域法实、复系数矩阵的参数区别39-41
• 3.1.4 最小二乘复频域法模态振型的求解41-43
• 3.1.5 稳态图创建43-44
• 3.2 环境激励下模态参数识别44-46
• 3.2.1 基于输出响应半功率谱的模态参数识别44-45
• 3.2.2 基于输出响应传递比的模态参数识别45-46
• 3.3 有理拟合型最小二乘复频域法46-50
• 3.3.1 最小二乘复频域法存在的问题46
• 3.3.2 有理函数拟合的基本思路46-48
• 3.3.3 最小二乘复频域法的有理函数拟合改进48-50
• 3.4 模态参数识别仿真算例50-63
• 3.4.1 三自由度质量、弹簧、阻尼系统的建立50-53
• 3.4.2 试验模态参数识别算例53-55
• 3.4.3 环境激励下模态参数识别55-58
• 3.4.4 有理拟合型最小二乘复频域法的模态参数识别58-63
• 3.5 有理拟合型最小二乘复频域法的简支梁实验验证63-67
• 3.6 本章小结67-68
• 4 基于Matlab/DS-NET振动信号分析软件的实现68-88
• 4.1 软件的整体设计68-69
• 4.1.1 软件的开发平台68
• 4.1.2 软件设计流程与数据管理68-69
• 4.2 软件的主体模块69-75
• 4.2.1 数据文件操作模块69-71
• 4.2.2 数据预处理模块71
• 4.2.3 时域处理模块71-72
• 4.2.4 频域处理模块72-73
• 4.2.5 模态参数识别模块73-74
• 4.2.6 DS-NET数据转换模块74-75
• 4.3 实例一：铝板模态分析75-83
• 4.3.1 实验方案75
• 4.3.2 实验测试结果75-78
• 4.3.3 实验结果对比78-83
• 4.4 实例二：抱罐车驾驶室振动分析83-87
• 4.4.1 实验方案83-84
• 4.4.2 实验结果与分析84-87
• 4.5 本章小结87-88
• 5 总结与展望88-90
• 5.1 总结88
• 5.2 展望88-90
• 参考文献90-94
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果94-95
• 致谢95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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1 孙鑫晖;频域模态参数识别研究及其软件实现[D];南京航空航天大学;2010年

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