[发明专利]基于迭代优化的多轴多激励振动控制组合选择方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于迭代优化的多轴多激励振动控制组合选择方法及系统，包括：步骤1：建立产品仿真模型，对产品仿真模型进行模态分析；步骤2：确定一种激励点位置组合，确定该激励点位置组合下振动单元的频响矩阵；步骤3：确定一种控制点组合，根据载荷识别矩阵反求激励点的加载载荷，获取激励点加载载荷信息；步骤4：求解产品上控制点及参考点处的响应谱及均方根值，获取响应谱信息、均方根值信息；步骤5：进行所有控制点与激励点位置组合的仿真计算，进行所有控制点与激励点位置组合的迭代计算；步骤6：进行控制组合评定，获取最优控制组合选择结果信息。本发明能够保证了试验控制效果，提升控制精度。

技术领域

本发明涉及控制组合领域，具体地，涉及一种基于迭代优化的多轴多激励振动控制组合选择方法及系统。

背景技术

尽管多轴多激励振动试验在我国已有了多年的应用，并在理论上有诸多的优点，其应用范围也比较广泛，但一些技术难题仍阻碍着多轴多激励振动试验技术工程化的应用效果，使得多点激励振动试验技术在工程实际应用上并非十分完美，存在着以下一些问题需要解决。其中最主要的问题即当前多轴多激励振动试验的控制效果与控制精度较差。在针对特定产品开展多轴向多激励点振动控制时，影响试验控制效果的因素与单点激励振动试验相比明显增加，其中包括振动台数量、激励点位置、控制点位置、振动夹具、试验悬挂系统、振动台之间的耦合特性、控制信号之间的相干性等；另外，控制算法针对的是一个高度耦合、高阶弹性体和宽频带的控制问题，在理论和实践上都存在很大的难度，使得多点激励振动试验的控制算法与单点激励振动试验的控制算法相比难度明显增加。目前在工程实施上以上问题还没有完全解决，所以对于这类试验对象进行多轴向多点激励振动试验时，目前振动响应的控制精度并不理想，低频部分尚能保持在合理的范围之内，但是高频部分失真比较严重，高频部位的振动响应控制容差往往超过±8dB，某些情况下甚至超过±10dB，远远超过国军标对单点激励振动试验的要求，使得振动试验效果不理想。而且多轴向多点激励振动试验中仅能保证产品上主要关键部位的响应满足复现使用过程中振动环境的要求，对于产品其他部位仍不能很好的进行振动环境模拟。使得多点激励振动试验虽然能够较好的解决单点激励振动试验中的过试验与欠试验等问题，但是仍然无法达到较好的复现导弹实际使用的振动环境的目的。综上所述，单纯的掌握多轴多激励振动试验方法并不能有效应用到产品检验当中，需要寻找合适的方法针对多轴多激励振动试验控制效果进行优化，提高控制精度，保证振动控制效果。

专利文献CN106556501A公开了一种基于疲劳损伤等效分析的多轴振动试验条件裁剪方法包括：确定产品关键部位上的某一点作为考核点，计算该点在单轴依次振动下主振方向的累积损伤量，将该损伤量作为三轴振动时该点的损伤量，利用疲劳损伤计算方法反推出该点在三轴随机振动时应有的等效应力值，该点在裁剪前三轴振动时的等效应力，利用升谱和降谱以及平直谱计算公式计算出裁剪前控制谱的均方根值，先由线性系统的比值关系的等式求得裁剪后控制谱加速度功率谱的均方根值，再通过升谱和降谱以及平直谱计算公式反推，得出裁剪后的控制谱。该专利仅仅涉及单纯的多轴多激励振动试验方法，在“提高控制精度，保证振动控制效果”上仍然有待提高的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于迭代优化的多轴多激励振动控制组合选择方法及系统。

根据本发明提供的一种基于迭代优化的多轴多激励振动控制组合选择方法，包括：步骤1：建立产品仿真模型，对产品仿真模型进行模态分析，获取模态分析结果信息；步骤2：根据模态分析结果信息，确定一种激励点位置组合，根据白噪声激励法确定该激励点位置组合下振动单元的频响矩阵，获取振动单元频响矩阵信息；步骤3：确定一种控制点组合，根据载荷识别矩阵反求激励点的加载载荷，获取激励点加载载荷信息；步骤4：求解产品上控制点及参考点处的响应谱及均方根值，获取响应谱信息、均方根值信息；步骤5：根据“控制变量法”的思想，进行所有控制点与激励点位置组合的仿真计算，进行所有控制点与激励点位置组合的迭代计算；步骤6：根据试验要求参数信息，进行控制组合评定，获取最优控制组合选择结果信息，根据最优控制组合选择结果信息进行多轴多激励振动试验。