[发明专利]多输入多输出连续正弦扫频振动试验方法和试验系统

说明书

本发明提供一种多输入多输出连续正弦扫频振动试验方法和试验系统，包括以下步骤：识别多输入多输出连续正弦扫频振动试验系统的逆多步预测模型、设置多输入多输出正弦扫描振动试验的参数；进行低量级预试验；恢复正常量级完成多输入多输出正弦扫频振动试验。本发明的多输入多输出连续正弦扫频振动试验方法和试验系统，实现了连续正弦扫频激励信号的生成，能够实现扫频信号频率的连续变换，并对响应信号的幅值和相位同时进行控制。通过本发明的试验方法和试验系统，得到更加精确的试验结果，为被检验产品的研发和生产提供更加准确有效的参考数据。

技术领域

本发明涉及振动试验技术领域，具体而言涉及一种多输入多输出连续正弦扫频振动 试验方法和试验系统。

背景技术

振动环境试验是检验产品可靠性的重要依据。旋转机构在航空航天、汽车、船舶以及日用家电等产品中广泛出现，这些旋转机构在启动和停止时必然会对整体结构施以扫频振动激励。故而正弦扫频试验作为一种确认产品可靠性的重要手段，在产品研发过程 中有着不可忽视的地位。现有的多输入多输出正弦扫频试验系统一般基于频域算法，通 过频响函数生成激励信号。然而频响函数建立在稳态响应的假设基础上，而正弦扫频过 程中，激励频率实时变化，并不满足这一假设。由于频域方法实现上的一些限制，多输 入多输出正弦扫频试验往往以步进形式进行，但步进扫频破坏了扫频过程的连续性。因 此，由时域方法能够更好地进行多输入多输出连续正弦扫频试验，以满足随着现代技术 的发展不断提高的环境试验标准。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多输入多输出连续正弦扫频振动试验方法 和试验系统，该试验方法和系统实现了连续正弦扫频激励信号的生成，并可以同时对响应信号的幅值和相位进行控制。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种多输入多输出连续正弦扫频振动试验方法，包括以下步骤：

1)识别多输入多输出连续正弦扫频振动试验系统的逆多步预测模型；

2)设置多输入多输出正弦扫描振动试验的参数；

3)进行低量级预试验；

4)恢复正常量级完成多输入多输出正弦扫频振动试验。

进一步的，所述步骤1)识别多输入多输出连续正弦扫频振动试验系统的逆多步预测模型包括以下过程：

11)识别系统的有限差分模型中的系数矩阵；

12)通过有限差分模型计算系统的多步预测模型；

13)对系统的多步预测模型求逆，得到逆多步预测方程。

进一步的，所述步骤11)中的系统的有限差分模型为：

其中y(k)和u(k)分别为k时刻的响应和输入向量，p为有限差分模型的阶数；由公式(1) 得到系数矩阵和并由这些系数矩阵计算得到：

进一步的，所述步骤12)得到的多步预测模型为：

y_q(k)＝Tu_q(k)+Bu_p(k-p)-Ay_p(k-p) (4)

其中y_q(k)和u_q(k)分别由k到k-q-1时刻的响应与输入向量堆叠而成；同样地， y_p(k-p)和u_p(k-p)也分别由k-p到k-1时刻的响应与输入向量堆叠而成，其具体 表达式为: