[发明专利]同时识别多点随机载荷的试验平台及试验方法

权利要求书

1.一种同时识别多点随机载荷的试验平台，它包括识别系统(1)，其特征在于：它还包括信号发生器(2)、功率放大器(3)、激振器(4)、加速度传感器(5)和力传感器(6)，

信号发生器(2)用于产生白噪声激励，信号发生器(2)的激励信号输出端连接功率放大器(3)的激励信号输入端，功率放大器(3)的激励信号输出端连接激振器(4)的激励信号输入端，

激振器(4)的多个振动杆的末端分别作用到识别系统(1)的多个受激励点上，该多个受激励点根据待识别载荷点的相对位置确定，在识别系统(1)的每个受激励点处设置一个力传感器(6)，在识别系统(1)上的多个预设定的均匀分布的响应点处分别布置一个加速度传感器(5)，该响应点的数目多于受激励点的数目。

2.根据权利要求1所述的同时识别多点随机载荷的试验平台，其特征在于：所述识别系统(1)为梁或箱体。

3.根据权利要求1所述的同时识别多点随机载荷的试验平台，其特征在于：所述识别系统(1)为悬臂板。

4.一种基于权利要求3所述同时识别多点随机载荷的试验平台的同时识别多点随机载荷的试验方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一：接通信号发生器(2)的电源使其产生激励信号，激励激振器(4)对每个受激励点进行激励；

步骤二：将所述多个预设定的均匀分布的响应点进行组合，每个组合的响应点数目不少于所有受激励点的数目，选取其中的n个响应点组合，n为正整数，采集所有力传感器(6)获得的激励时程信号和每个响应点组合中加速度传感器(5)获得的响应时程信号，将所有激励时程信号分别与每个响应点组合中的加速度传感器(5)的响应时程信号进行傅里叶变换，获得n个所述试验平台的频响函数矩阵H：

H＝G_YFG_FF^-1，

式中G_YF为所有受激励点所受到的激励时程信号与每个组合中所有响应点处响应时程信号的互功率谱密度矩阵，

G_YF＝YF^*，

式中Y为所述响应时程信号在进行傅立叶变换后的频域向量，F为所述激励时程信号在进行傅立叶变换后的频域向量，F^*为F的共轭，

G_FF为所有受激励点所受到的激励时程信号的功率谱密度矩阵，G_FF＝FF^*，

由此试验平台的频响函数矩阵H进一步表示为：

H＝YF^*(FF^*)^-1；

计算n个频响函数矩阵H在每个频率的条件数，选取条件数最小的频响函数矩阵H，并采用奇异值分解的方法对该频响函数矩阵H求广义逆；

步骤三：将多个未知激励信号加载到悬臂板上，采集条件数最小的频响函数矩阵H所对应的响应点组合的响应时程信号，并通过傅立叶变换得到该响应时程信号的功率谱密度矩阵，根据步骤二中获得的频响函数矩阵的广义逆与该响应时程信号的功率谱密度矩阵进行反演计算，获得未知激励信号的功率谱密度矩阵，实现对随机载荷的识别。

5.根据权利要求4所述的同时识别多点随机载荷的试验方法，其特征在于：所述计算n个频响函数矩阵H在每个频率的条件数的方法为：

根据矩阵条件数的定义cond(H)＝||H||_p||H^-1||_p，计算频响函数矩阵H的条件数，||·||_p表示矩阵范数，p表示范数的类型。

6.根据权利要求5所述的同时识别多点随机载荷的试验方法，其特征在于：所述矩阵范数的类型为2范数。

7.根据权利要求4、5或6所述的同时识别多点随机载荷的试验方法，其特征在于：所述采用奇异值分解的方法对该频响函数矩阵H求广义逆的方法为：

对频响函数矩阵H进行奇异值分解：

H=Us1...sr0...0V,]]>

式中U和V分别为常量矩阵，S₁、S₂，...S_r为奇异值，并且s₁＞0，s₂＞0，...s_r＞0，r≥0；

得到该频响函数矩阵H的广义逆矩阵为：

H+=Vs1-1...sr-10...0U.]]>