CN117990327A - 一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统 - Google Patents
一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117990327A CN117990327A CN202410079724.3A CN202410079724A CN117990327A CN 117990327 A CN117990327 A CN 117990327A CN 202410079724 A CN202410079724 A CN 202410079724A CN 117990327 A CN117990327 A CN 117990327A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- random vibration
- kurtosis
- vibration signal
- stationary random
- stationary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 5
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统，其中方法包括获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据的目标功率谱与目标峭度；生成平稳随机振动信号；采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列；确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；生成非平稳随机振动信号；获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；调整gamma分布中的参数，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。本发明保证合成的非平稳信号具有较宽的峭度调节范围，符合外场实测的非平稳激励，提高峭度控制效率。
Description
技术领域
本发明属于力学振动环境实验技术领域，尤其涉及一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统。
背景技术
振动环境实验是一种用于研究物体在振动环境中的行为和响应的实验方法。在现实世界中，许多物体都会受到振动环境的影响，例如工业机械、建筑结构、交通工具等。了解物体在振动环境下的响应特性对于设计更安全、更可靠的结构和设备至关重要。
非平稳随机振动环境是指在振动过程中振动参数(如振动频率、振幅、波形等)随时间变化的情况。与平稳振动环境相比，非平稳随机振动环境更贴近真实世界中许多振动场景，如地震、风载荷、交通工况等。在非平稳随机振动环境中，振动参数的变化可以是周期性的、随机的或是由外部激励引起的。这种变化可以导致振动信号的频谱、幅值和相位等特性在时间上发生变化，使得振动环境更加复杂和多变，同时也加大了非平稳振动合成的难度。
非平稳振动环境产生的疲劳损伤可达同等条件下平稳激励的8-10倍，在疲劳加速试验中具有巨大的应用潜力。非平稳随机振动的功率谱与峭度对结构的疲劳损伤有着重要影响，与功率谱相比，非平稳激励的峭度可以指数级增大结构的疲劳失效，是非平稳随机振动环境控制的核心指标。
幅值调制法是合成非平稳激励的主要方法，采用随机数调制窗函数的幅值，并进一步将多种不同幅值的窗函数错位叠加，构成包络曲线。当前的幅值调制多采用Weibull分布与Beta分布的随机数，采用上述方法合成的非平稳信号的峭度仅能在有限的区间内调节，并不能用来合成航空航天等领域中载荷剧烈跌宕引起的高峭度非平稳信号。此外，真实非平稳激励振动参数波动剧烈，跌宕波形的间隔，跌宕波形的周期也随外界条件的变化而改变，上述参数的变化也能极大影响非平稳信号的峭度，当前的非平稳信号合成均是在理想化假设情况下建立的，尚没有包含上述参数变化的信号峭度表达式，因而，合成的非平稳信号与工程实际情况存在较大的偏差。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统。
第一方面，本发明提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法，包括：
S1，获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据；
S2，将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度；
S3，根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号；
S4，采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列；
S5，根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；
S6，根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号；
S7，获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；
S8，根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；
S9，根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数；
S10，重复执行S4至S9的操作，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。
进一步地，所述根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号，包括：
根据以下公式计算平稳随机振动信号的频谱X：
其中，Sr为待合成随机振动信号的目标功率谱；e为自然常数；j表示虚数单位；平稳随机振动信号的频谱相位σ服从[-π,π]区间的均匀分布；π为圆周率；
将平稳随机振动信号的频谱进行傅里叶逆变换，得到平稳随机振动信号。
进一步地，所述采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列，包括：
构建脉冲序列δA的表达式：
其中，Ai为随机序列A中第i个元素；随机序列A服从参数为θ和的伽马分布；k为常数；t为时间；T为非平稳随机振动信号的跌宕周期；L为非平稳随机振动信号的跌宕间隔；δ(·)为狄拉克函数。
进一步地，所述根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线，包括：
构建非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线z的表达式：
z＝δA*w+b；
w＝0.5-0.5cos(2πt/T)；
其中，δA为脉冲序列；w为汉宁窗；*表示卷积运算；b为包络曲线z的直流量；π为圆周率；T为非平稳随机振动信号的跌宕周期。
进一步地，所述根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号，包括：
构建非平稳随机振动信号y的表达式：
y＝z·x；
其中，z为非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；x为平稳随机振动信号。
进一步地，所述根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度，包括：
根据以下公式计算目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度：
其中，Kn+1为第n+1个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；Kr为待合成随机振动信号的目标峭度；Kt为非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；Kn为第n个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度。
进一步地，所述根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数，包括：
根据以下公式计算gamma分布中的参数：
Kn+1＝C/D；
D＝θ[a2(θ+1)+2a3bkθ+(1+a1)b2k2θ]2；
其中，C和D分别为两个中间变量；a1为非平稳随机振动信号的跌宕间隔T与跌宕周期L的比值；a2为汉宁窗的均方值，a3为汉宁窗的均值，/>a4为汉宁窗的四阶原点矩表征，/>a5为汉宁窗的三阶原点矩表征，/>b为包络曲线z的直流量；k为常数。
第二方面，本发明提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制系统，包括：
第一获取模块，用于获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据；
第一确定模块，用于将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度；
第一信号生成模块，用于根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号；
序列生成模块，用于采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列；
第二确定模块，用于根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；
第二信号生成模块，用于根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号；
第二获取模块，用于获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；
第三确定模块，用于根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；
参数调整模块，用于根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数；
信号峭度确定模块，用于重复执行序列生成模块至参数调整模块的操作，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。
第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现第一方面所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
本发明提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统，其中方法采用gamma分布调制包络曲线，保证合成的非平稳信号具有较宽的峭度调节范围；确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线考虑跌宕周期与跌宕间隔以及包络曲线的直流参数，更加符合外场实测的非平稳激励；给出的非平稳信号峭度与其包络曲线幅值调制随机数的关系，提高峭度控制效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的待合成随机振动信号的目标功率谱图；
图3为本发明实施例提供的包络曲线形位参数的示意图；
图4为本发明实施例提供的非平稳随机振动信号的合成过程图；
图5为本发明实施例提供的非平稳随机振动信号的功率谱与目标功率谱对比图；
图6为本发明实施例提供的峭度实时迭代控制图；
图7为本发明实施例提供的峭度的调节范围图；
图8为本发明实施例提供的一种非平稳随机振动环境的峭度控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一实施例中，如图1所示，本发明实施例提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法，包括：
S1，获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据。
本步骤中，载运工具包括但不限于车辆和飞行器；非平稳随机振动数据可以为跌宕波形叠加与非叠加两种状态下的非平稳实测激励。
S2，将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度。如图2所示，目标峭度为13。
S3，根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号。
本步骤中，生成任意长度的平稳随机振动信号可以通过增加均匀分布的随机相位的长度来实现。取目标峭度的根值作为平稳随机振动信号的频谱幅值，示例性地，根据以下公式计算平稳随机振动信号的频谱X：
其中，Sr为待合成随机振动信号的目标功率谱；e为自然常数；j表示虚数单位；平稳随机振动信号的频谱相位σ服从[-π,π]区间的均匀分布，即σ～U(-π,π)；π为圆周率。
将平稳随机振动信号的频谱进行傅里叶逆变换，得到平稳随机振动信号，即x＝ifft(X)。
S4，采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列。
用来调制幅值的伽马分布随机数的双参数乘积为一常数1/k，生成信号的峭度可通过调节参数k、b、L以及随机分布参数θ实现。示例性地，构建脉冲序列δA的表达式：
其中，Ai为随机序列A中第i个元素；随机序列A服从参数为θ和的伽马分布，即k为常数；t为时间；T为非平稳随机振动信号的跌宕周期；L为非平稳随机振动信号的跌宕间隔；δ(·)为狄拉克函数。
S5，根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线。
本步骤中，如图3所示，将脉冲序列与汉宁窗卷积，得到非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线。示例性地，构建非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线z的表达式：
z＝δA*w+b。
w＝0.5-0.5cos(2πt/T)。
其中，δA为脉冲序列；w为汉宁窗；*表示卷积运算；b为包络曲线z的直流量；π为圆周率；T为非平稳随机振动信号的跌宕周期。
S6，根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号。
本步骤中，如图4所示，非平稳随机振动信号通过平稳随机振动信号与低频包络曲线相乘来获取，示例性地，构建非平稳随机振动信号y的表达式：
y＝z·x。
其中，z为非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；x为平稳随机振动信号。
合成的非平稳随机振动信号的功率谱与目标功率谱对比图如图5所示，合成的非平稳信号功率谱与目标普基本保持一致。
S7，获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度。
非平稳随机振动信号通过信号发生器以电压的形式输入至振动台的功率放大器，振动台系统接收到电压信号，转换为台面的运动；在此传递过程中，信号发生器发送的初始电压信号存在一定程度的扭曲，可以通过闭环反馈控制来修正。利用加速度传感器采集振动台台面振动加速度的峭度。
S8，根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度。
本步骤中，示例性地，根据以下公式计算目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度：
其中，Kn+1为第n+1个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；Kr为待合成随机振动信号的目标峭度；Kt为非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；Kn为第n个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度。
S9，根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数。
S10，重复执行S4至S9的操作，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。
在S9-S10中，S10中最终的峭度控制是通过S9反馈控制算法获取的下一个控制循环的峭度实现的；利用Kn+1与S9中可预估出平衡电压信号扭曲所需的随机分布参数θ，在下一个控制循环中生成以θ为随机分布参数的新的幅值调制包络曲线，进一步生成新的非平稳随机振动信号，将新的非平稳随机振动信号输入至振动台，直到振动台表面加速度的峭度与目标峭度的误差在0.3以内，停止上述控制过程，以实现响应峭度控制。如图6所示，经过两个控制循环，振动台的相应峭度快速回复到目标值，之后一致保持在与目标值相差0.3的范围内，符合精度要求。如图7所示，通过调节随机分布参数θ，合成非平稳随机振动信号的峭度可以在10到36之间变化。WeiBull分布与Beta分布调制非平稳随机振动信号上限不超过15，表明本发明提供的方法具有明显较宽的峭度调节范围。
示例性地，根据以下公式计算gamma分布中的参数：
Kn+1＝C/D。
D＝θ[a2(θ+1)+2a3bkθ+(1+a1)b2k2θ]2。
其中，C和D分别为两个中间变量；a1为非平稳随机振动信号的跌宕间隔T与跌宕周期L的比值；a2为汉宁窗的均方值，a3为汉宁窗的均值，/>a4为汉宁窗的四阶原点矩表征，/>a5为汉宁窗的三阶原点矩表征，/>b为包络曲线z的直流量；k为常数。
本发明实施例提供一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法，应用于车辆、飞行器等载运工具非平稳随机振动环境与可靠性实验。峭度控制方法包括导入载运工具外场实测非平稳随机振动数据，提取外场实测数据的平均功率谱与平均峭度，分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱与目标峭度；根据目标功率谱，获取待合成随机振动信号的频谱幅值，以均匀分布的随机相位作为频谱相位，采用傅里叶逆变换合成具有目标功率谱的平稳随机振动信号；以伽马分布随机数调制脉冲幅值，将汉宁窗作为幅值调制的基窗，通过脉冲序列与汉宁窗卷积生成幅值调制的包络曲线；采用包络曲线调制平稳随机振动信号的幅值，合成非平稳随机振动信号。将平稳随机振动信号通过信号发生器输出电压信号传递给振动台实验系统；利用加速度传感器收集振动台台面振动加速度，评估加速度峭度；监测目标峭度与评估峭度的偏差，采用闭环反馈控制的原理，通过调节信号发生器输出非平稳电压信号的包络曲线缩小并消除峭度偏差，实现振动台台面加速度的峭度控制。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种非平稳随机振动环境的峭度控制系统，由于该系统解决问题的原理与非平稳随机振动环境的峭度控制方法相似，因此该系统的实施可以参见非平稳随机振动环境的峭度控制方法的实施，重复之处不再赘述。
在另一实施例中，本发明实施例提供的非平稳随机振动环境的峭度控制系统，如图8所示，包括：
第一获取模块10，用于获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据。
第一确定模块20，用于将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度。
第一信号生成模块30，用于根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号；
序列生成模块40，用于采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列。
第二确定模块50，用于根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线。
第二信号生成模块60，用于根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号。
第二获取模块70，用于获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度。
第三确定模块80，用于根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度。
参数调整模块90，用于根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数。
信号峭度确定模块100，用于重复执行序列生成模块至参数调整模块(序列生成模块、第二确定模块、第二信号生成模块、第二获取模块、第三确定模块、参数调整模块和信号峭度确定模块)的操作，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。
关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参考前述实施例公开的相应内容，在此不再进行赘述。
在另一实施例中，本发明提供一种计算机设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现上述非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
在另一实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现上述非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统、设备和存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，包括：
S1，获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据；
S2，将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度；
S3，根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号；
S4，采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列；
S5，根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；
S6，根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号；
S7，获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；
S8，根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；
S9，根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数；
S10，重复执行S4至S9的操作，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。
2.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号，包括：
根据以下公式计算平稳随机振动信号的频谱X：
其中，Sr为待合成随机振动信号的目标功率谱；e为自然常数；j表示虚数单位；平稳随机振动信号的频谱相位σ服从[-π,π]区间的均匀分布；π为圆周率；
将平稳随机振动信号的频谱进行傅里叶逆变换，得到平稳随机振动信号。
3.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列，包括：
构建脉冲序列δA的表达式：
其中，Ai为随机序列A中第i个元素；随机序列A服从参数为θ和的伽马分布；k为常数；t为时间；T为非平稳随机振动信号的跌宕周期；L为非平稳随机振动信号的跌宕间隔；δ(·)为狄拉克函数。
4.根据权利要求3所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线，包括：
构建非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线z的表达式：
z＝δA*w+b；
w＝0.5-0.5cos(2πt/T)；
其中，δA为脉冲序列；w为汉宁窗；*表示卷积运算；b为包络曲线z的直流量；π为圆周率；T为非平稳随机振动信号的跌宕周期。
5.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号，包括：
构建非平稳随机振动信号y的表达式：
y＝z·x；
其中，z为非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；x为平稳随机振动信号。
6.根据权利要求1所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度，包括：
根据以下公式计算目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度：
其中，Kn+1为第n+1个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；Kr为待合成随机振动信号的目标峭度；Kt为非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；Kn为第n个控制循环的非平稳随机振动信号的峭度。
7.根据权利要求4所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法，其特征在于，所述根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数，包括：
根据以下公式计算gamma分布中的参数：
Kn+1＝C/D；
D＝θ[a2(θ+1)+2a3bkθ+(1+a1)b2k2θ]2；
其中，C和D分别为两个中间变量；a1为非平稳随机振动信号的跌宕间隔T与跌宕周期L的比值；a2为汉宁窗的均方值，a3为汉宁窗的均值，/>a4为汉宁窗的四阶原点矩表征，/>a5为汉宁窗的三阶原点矩表征，/>b为包络曲线z的直流量；k为常数。
8.一种非平稳随机振动环境的峭度控制系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取载运工具外场实测非平稳随机振动数据；
第一确定模块，用于将外场实测非平稳随机振动数据的平均功率谱和平均峭度分别作为待合成随机振动信号的目标功率谱和目标峭度；
第一信号生成模块，用于根据待合成随机振动信号的目标功率谱生成平稳随机振动信号；
序列生成模块，用于采用服从gamma分布的随机序列生成脉冲序列；
第二确定模块，用于根据脉冲序列确定非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线；
第二信号生成模块，用于根据平稳随机振动信号和非平稳随机振动信号的幅值调制包络曲线生成非平稳随机振动信号；
第二获取模块，用于获取非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度；
第三确定模块，用于根据目标峭度和非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度确定目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度；
参数调整模块，用于根据目标控制循环的非平稳随机振动信号的峭度调整gamma分布中的参数；
信号峭度确定模块，用于重复执行序列生成模块至参数调整模块的操作，直至非平稳随机振动信号的振动加速度的峭度与目标峭度的差值满足预设峭度阈值，得到最终非平稳随机振动信号的峭度。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的非平稳随机振动环境的峭度控制方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410079724.3A CN117990327A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410079724.3A CN117990327A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117990327A true CN117990327A (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=90900783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410079724.3A Pending CN117990327A (zh) | 2024-01-19 | 2024-01-19 | 一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117990327A (zh) |
-
2024
- 2024-01-19 CN CN202410079724.3A patent/CN117990327A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | A modified prandtl-ishlinskii model for modeling asymmetric hysteresis of piezoelectric actuators | |
| CN108875159B (zh) | 一种压电驱动器的率相关迟滞建模方法 | |
| CN110705762B (zh) | 基于矩阵填充的泛在电力物联网感知数据缺失修复方法 | |
| Rana | Fuzzy control of an electrodynamic shaker for automotive and aerospace vibration testing | |
| US9317044B2 (en) | Mechanical vibration system and control method with limited displacement | |
| Yao et al. | Real-time acceleration harmonics estimation for an electro-hydraulic servo shaking table using Kalman filter with a linear model | |
| US8942930B2 (en) | System and method for generation and control of mechanical vibration | |
| JP2012529013A (ja) | 尖度調整振動制御装置及び方法 | |
| Roinila et al. | Frequency-domain identification based on pseudorandom sequences in analysis and control of DC power distribution systems: A review | |
| Bahar et al. | Dynamic weight estimation using an artificial neural network | |
| CN113837432B (zh) | 一种物理-数据联合驱动的电力系统频率预测方法 | |
| JP2013096845A (ja) | 非ガウス性振動制御装置 | |
| CN110657934B (zh) | 一种电动振动台在线修正迭代控制方法 | |
| Davis et al. | Wave excitation force estimation of wave energy floats using extended Kalman filters | |
| CN117990327A (zh) | 一种非平稳随机振动环境的峭度控制方法和系统 | |
| Li et al. | A time delay estimation interpretation of extended state observer-based controller with application to structural vibration suppression | |
| JP2017058273A (ja) | 疲労試験機 | |
| US10387116B2 (en) | System identification device | |
| Kocewiak et al. | The impact of harmonics calculation methods on power quality assessment in wind farms | |
| JP2019194827A (ja) | データ推定方法 | |
| CN116384031A (zh) | 一种马达振动效果的仿真方法及装置 | |
| Ferri et al. | Validation of a wave-body interaction model by experimental tests | |
| CN103473401B (zh) | 基于psasp的风电机组模型及其功率扰动仿真校验方法 | |
| CN110020467B (zh) | 一种环形分布动载荷识别方法 | |
| Yao et al. | Identification of acceleration harmonics for a hydraulic shaking table by using Hopfield neural network |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |